The effect of highly ionising particles on the CMS silicon strip tracker

W. Adam, T. Bergauer, M. Friedl, R. Fruehwirth, J. Hrubec, M. Krammer, M. Pernlcka, W. Waltenberger, W. Beaumont, E. de Langhe, E. de Wolf, M. Tasevsky, O. Bouhall, B. Clerbaux, G. de Lentdecker, J. P. Dewulf, L. Neuckermans, C. Vander-Velde, P. Vanlaer, J. WlckensJ. D'Hondt, R. Goorens, J. Heynlnck, S. Lowette, S. Tavernler, L. Van Lancker, C. Yu, S. Assouak, J. L. Bonnet, G. Bruno, B. De-Callatay, J. De-Favereau-de-Jeneret, C. Delaere, S. De-Vlsscher, D. Favart, G. Gregolre, Th Keutgen, G. Lelbenguth, V. Lemaltre, D. Mlchotte, O. Mllltaru, A. Ninane, S. Ovyn, K. Piotrzkowski, V. Roberfroid, X. Rouby, O. Van-der-Aa, M. Vander-Donckt, I. Boulogne, E. Dauble, F. Defontaines, P. Herquet, S. Czellar, J. Harkonen, V. Karimaki, H. Katajisto, T. Linden, P. Luukka, T. Lampen, T. Maenpaa, E. Tuominen, J. Tuominiemi, T. Tuuva, M. Ageron, E. Chabanat, D. Contardo, N. Estre, R. Haroutuman, N. Lumb, L. Mirabito, S. Perries, B. Trocme, R. Blaes, F. Charles, F. Drouhin, J. P. Ernenwein, J. C. Fontaine, J. D. Berst, J. M. Brom, F. Didierjean, U. Goerlach, L. Gross, P. Juillot, A. Lounis, C. Maazouzi, C. Olivetto, R. Strub, P. Vanhove, D. Vintache, R. Adolphi, R. Brauer, W. Braunschweig, H. Esser, L. Feld, A. Heister, W. Karpinski, K. Klein, S. König, C. Kukulies, J. Olzem, A. Ostaptchouk, D. Pandoulas, G. Pierschel, F. Raupach, S. Schael, A. Schultz von Dratzig, G. Schwering, R. Siedling, M. Thomas, M. Wlochal, F. Beissel, K. D. Boffin, M. Duda, A. Flossdorf, G. Flugge, T. Franke, K. Hangarter, B. Hegner, Th Hermanns, S. Kasselmann, Th Kress, A. Linn, J. Mnich, A. Nowack, M. Poettgens, O. Pooth, B. Reinhold, M. Bleyl, U. Holm, R. Klanner, U. Pein, P. Schleper, N. Schirm, G. Steinbrück, M. Stoye, S. Tesch, R. van Staa, K. Wick, B. Atz, T. Barvich, P. Blüm, W. de Boer, F. Boegelspacher, G. Dirkes, M. Fahrer, J. Fernandez, M. Frey, A. Fürgeri, E. Grigoriev, F. Hartmann, S. Heier, T. Müller, T. Ortega-Gomez, H. J. Simonis, P. Steck, A. Theel, T. Weiler, V. Zhükov, D. Creanza, N. De Filippis, M. de Palma, G. De Robertis, L. Fiore, D. Giordano, G. Maggi, M. Mennea, S. My, V. Radicci, G. Selvaggi, L. Silvestris, P. Tempesta, G. Zito, S. Albergo, V. Bellini, M. Chiorboli, S. Costa, R. Potenza, C. Sütera, A. Tricomi, C. Tüve, A. Bocci, V. Ciülli, C. Civinini, R. D'Alessandro, E. Focardi, G. Landi, A. Macchiolo, N. Magini, S. Mersi, C. Marchettini, M. Meschini, S. Paoletti, G. Parrini, R. Ranieri, M. Sani, N. Bacchetta, D. Bisello, A. Candelori, T. Dorigo, P. Giübilato, A. Kaminsky, M. Loreti, M. Nigro, A. Paccagnella, R. Rando, M. M. Angarano, E. Babücci, D. Benedetti, M. Biasini, G. M. Bilei, M. T. Brünetti, B. Checcücci, N. Dinü, L. Fano, M. Giorgi, P. Lariccia, G. Mantovani, V. Postolache, M. Püscalaü, D. Ricci, R. Santinelli, A. Santocchia, L. Servoli, C. Zücchetti, P. Azzürri, G. Bagliesi, A. Basti, J. Bernardini, T. Boccali, L. Borrello, F. Bosi, R. Castaldi, M. D'Alfonso, R. Dell'Orso, S. Dütta, L. Foa, S. Gennai, A. Giammanco, A. Giassi, T. Lomtadze, B. Mangano, A. Messineo, A. Moggi, F. Palla, F. Palmonari, F. Raffaelli, A. Rizzi, D. Rizzi, G. Segneri, D. Sentenac, G. Sgüazzoni, P. Spagnolo, G. Tonelli, P. G. Verdini, C. Biino, M. Costa, N. Demaria, G. Favro, P. Trapani, C. Peroni, A. Romero, E. Migliore, D. Abbaneo, F. Ahmed, P. Bartalini, N. Bernardino-Rodrigüez, H. Breüker, O. Büchmüller, E. Carrone, A. Cattai, R. Chierici, S. Cücciarelli, A. Dierlamm, M. Eppard, A. Frey, K. Gill, R. Grabit, A. Honma, M. Hühtinen, G. Magazzü, M. Mannelli, A. Marchioro, A. Onnela, B. Perea-Solano, P. Petagna, H. Postema, M. Risoldi, G. Rolandi, P. Siegrist, I. Troska, A. Tsiroü, F. Vasey, M. Weber, B. Wittmer, W. Bertl, K. Gabathüler, R. Horisberger, H. Ch Kästli, D. Kotlinski, A. MacPherson, T. Rohe, K. Freüdenreich, W. Lüstermann, F. Paüss, R. Eichler, W. Erdmann, C. Grab, A. Schoning, C. Amsler, V. Chiochia, A. Dorokhov, C. Hörmann, H. Prays, K. Prokofiev, C. Regenfüs, P. Robmann, T. Speer, K. W. Bell, J. Coüghlan, M. French, R. Halsall, L. Jones, M. Pearson, G. Rogers, I. Tomalin, R. Bainbridge, P. Barrillon, D. Colling, S. Dris, C. Foüdas, J. Fülcher, G. Hall, G. Iles, J. Jones, J. Leaver, B. C. Macevoy, M. Noy, D. M. Raymond, M. Takahashi, O. Zorba, B. Barnett, C. Y. Chien, D. W. Kim, G. Liang, M. Swartz, M. Atac, M. Demarteau, U. Joshi, S. Kwan, L. Spiegel, S. Tkaczyk, C. E. Gerber, E. Shabalina, T. Ten, R. Lander, D. Pellett, B. Gobbi, M. Kubantsev, S. Malik, R. Tilden, P. Baringer, A. Bean, L. Christofek, D. Coppage, T. A. Bolton, R. Demina, W. E. Kahl, A. Khanov, S. Korjenevski, N. Pukhaeva, N. W. Reay, F. Rizatdinova, R. A. Sidwell, N. R. Stanton, L. Cremaldi, D. Sanders, E. Bartz, J. Doroshenko, T. Koeth, L. Perera, Stephen Schnetzer, R. Stone, S. Worm, P. Gartung, G. G. Hanson, G. Y. Jeng, G. Páztor, R. Eusebi, Eva Halkiadakis, A. Hocker, P. Tipton, A. Affolder, C. Campagnari, D. Hale, J. Incandela, S. Kyre, J. Lamb, R. Taylor, D. White, G. Bolla, D. Bortoletto, A. Garfinkel, C. Rott, A. Roy

Research output: Contribution to journalArticlepeer-review

7 Scopus citations

Abstract

Inelastic nuclear collisions of hadrons incident on silicon sensors can generate secondary highly ionising particles (HIPs) and deposit as much energy within the sensor bulk as several hundred minimum ionising particles. The large signals generated by these 'HIP events' can momentarily saturate the APV25 front-end readout chip for the silicon strip tracker (SST) sub-detector of the compact muon solenoid (CMS) experiment, resulting in deadtime in the detector readout system. This paper presents studies of this phenomenon through simulation, laboratory measurements and dedicated beam tests. A proposed change to a front-end component to reduce the APV25 sensitivity to HIP events is also examined. The results are used to infer the expected effect on the performance of the CMS SST at the future large hadron collider. The induced inefficiencies are at the percent level and will have a negligible effect on the physics performance of the SST.

Original languageEnglish (US)
Pages (from-to)463-482
Number of pages20
JournalNuclear Instruments and Methods in Physics Research, Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment
Volume543
Issue number2-3
DOIs
StatePublished - May 11 2005

All Science Journal Classification (ASJC) codes

  • Nuclear and High Energy Physics
  • Instrumentation

Keywords

  • APV25
  • CMS
  • Highly ionising particles
  • Silicon strip tracker

Fingerprint Dive into the research topics of 'The effect of highly ionising particles on the CMS silicon strip tracker'. Together they form a unique fingerprint.

Cite this