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Title: Performance of the ATLAS track reconstruction algorithms in dense environments in LHC Run 2

Journal Article · · European Physical Journal. C, Particles and Fields
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With the increase in energy of the Large Hadron Collider to a centre-of-mass energy of 13 TeV for Run 2, events with dense environments, such as in the cores of high-energy jets, became a focus for new physics searches as well as measurements of the Standard Model. These environments are characterized by charged-particle separations of the order of the tracking detectors sensor granularity. Basic track quantities are compared between 3.2 fb-1 of data collected by the ATLAS experiment and simulation of proton–proton collisions producing high-transverse-momentum jets at a centre-of-mass energy of 13 TeV. The impact of charged-particle separations and multiplicities on the track reconstruction performance is discussed. The track reconstruction efficiency in the cores of jets with transverse momenta between 200 and 1600 GeV is quantified using a novel, data-driven, method. The method uses the energy loss, dE/dx, to identify pixel clusters originating from two charged particles. Of the charged particles creating these clusters, the measured fraction that fail to be reconstructed is 0.061±0.006 (stat.)±0.014 (syst.) and 0.093±0.017 (stat.)±0.021 (syst.) for jet transverse momenta of 200–400 GeV and 1400–1600 GeV, respectively.

Research Organization:
Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL), Berkeley, CA (United States); Harvard Univ., Cambridge, MA (United States); Oak Ridge National Laboratory (ORNL), Oak Ridge, TN (United States). Oak Ridge Leadership Computing Facility (OLCF); SLAC National Accelerator Laboratory (SLAC), Menlo Park, CA (United States); Brookhaven National Laboratory (BNL), Upton, NY (United States)
Sponsoring Organization:
USDOE Office of Science (SC), High Energy Physics (HEP)
Contributing Organization:
ATLAS Collaboration
Grant/Contract Number:
AC02-05CH11231; SC0007881; AC02-76SF00515; SC0012704
OSTI ID:
1476546
Alternate ID(s):
OSTI ID: 1437593; OSTI ID: 1499435; OSTI ID: 1772572
Report Number(s):
BNL-209250-2018-JACI; ark:/13030/qt37n1b761
Journal Information:
European Physical Journal. C, Particles and Fields, Vol. 77, Issue 10; Related Information: © 2017, CERN for the benefit of the ATLAS Collaboration.; ISSN 1434-6044
Publisher:
SpringerCopyright Statement
Country of Publication:
United States
Language:
English

References (16)

The new ATLAS track reconstruction (NEWT) journal July 2008
New Generation of Parton Distributions with Uncertainties from Global QCD Analysis journal July 2002
Jet Substructure as a New Higgs-Search Channel at the Large Hadron Collider journal June 2008
The anti- k t jet clustering algorithm journal April 2008
A brief introduction to PYTHIA 8.1 journal June 2008
Review of Particle Physics journal August 2014
New parton distributions for collider physics journal October 2010
Parton distributions with LHC data journal February 2013
Application of Kalman filtering to track and vertex fitting journal December 1987
A neural network clustering algorithm for the ATLAS silicon pixel detector journal September 2014
Event generation with SHERPA 1.1 journal February 2009
The ATLAS Simulation Infrastructure journal September 2010
Sequential Operations in Digital Picture Processing journal October 1966
Geant4—a simulation toolkit
  • Agostinelli, S.; Allison, J.; Amako, K.
  • Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, Vol. 506, Issue 3 https://doi.org/10.1016/S0168-9002(03)01368-8
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Cited By (9)

Properties of g b b ¯ at small opening angles in p p collisions with the ATLAS detector at s = 13 TeV journal March 2019
Search for heavy charged long-lived particles in the ATLAS detector in 36.1 fb 1 of proton-proton collision data at s = 13 TeV journal May 2019
Measurement of the Lund jet plane using charged particles in 13 TeV proton-proton collisions with the ATLAS detector text January 2020
Search for Higgs bosons produced via vector-boson fusion and decaying into bottom quark pairs in s =13 TeV pp collisions with the ATLAS detector text January 2018
Measurement of soft-drop jet observables in pp collisions with the ATLAS detector at s =13 TeV text January 2020
Electron and photon performance measurements with the ATLAS detector using the 2015–2017 LHC proton-proton collision data text January 2019
Measurement of jet fragmentation in Pb+Pb and pp collisions at √sNN = 5.02 TeV with the ATLAS detector text January 2018
Measurement of the Lund Jet Plane Using Charged Particles in 13 TeV Proton-Proton Collisions with the ATLAS Detector. text January 2020
Electron and photon performance measurements with the ATLAS detector using the 2015-2017 LHC proton-proton collision data text January 2019


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