Search Menu
DOE PAGES title logo U.S. Department of Energy
Office of Scientific and Technical Information
Search Scholarly Publications

Title: Beam test performance studies of CMS Phase-2 Outer Tracker module prototypes

Journal Article · · JINST
 [1];  [1];  [1];  [1];  [1];  [1];  [2];  [2];  [2];  [2];  [3];  [3];  [3];  [3];  [3];  [3];  [3];  [3];  [3]; ORCiD logo [3] more »;  [3];  [4];  [4];  [4];  [4];  [4];  [4];  [4];  [4];  [4];  [4];  [4];  [4];  [4];  [4];  [4];  [4];  [5];  [5];  [5];  [5];  [5];  [5];  [5];  [5];  [5];  [5];  [5];  [5];  [5];  [5];  [5];  [6];  [6]; ORCiD logo [6];  [6];  [6];  [6];  [7];  [8];  [8];  [9];  [9];  [9];  [9];  [10];  [10];  [10];  [10];  [10];  [10];  [10];  [10];  [10];  [10];  [10];  [10];  [10];  [10];  [10];  [10];  [11];  [11];  [11];  [11];  [11];  [11];  [11];  [11];  [11];  [11];  [11];  [11];  [11];  [11];  [11];  [11];  [11];  [12];  [12];  [12];  [12];  [12];  [12];  [12];  [12];  [12];  [12];  [12];  [12];  [12];  [12];  [12];  [12];  [12];  [12];  [12];  [12];  [12];  [12];  [12];  [13];  [13];  [13];  [13];  [13];  [13];  [13];  [13];  [13];  [13];  [13];  [13];  [13];  [13];  [13];  [13];  [13];  [13];  [13];  [13];  [13];  [13];  [13];  [13];  [13];  [13];  [13];  [13];  [13];  [13];  [13];  [14];  [14];  [14];  [14];  [14];  [14];  [14];  [14];  [14];  [14];  [14];  [14];  [14];  [14];  [14];  [14];  [14];  [14];  [14];  [14];  [14];  [14];  [14];  [15];  [15];  [15];  [15];  [15];  [15];  [15];  [15];  [15];  [15];  [15];  [15];  [15];  [15]; ORCiD logo [15];  [15];  [15];  [15];  [15];  [15];  [15];  [15];  [15];  [15];  [15];  [16];  [16];  [16];  [16];  [16];  [17];  [17];  [17];  [17];  [18];  [19];  [18];  [18];  [18];  [18];  [18];  [18];  [20];  [20];  [20];  [20];  [20];  [20];  [20];  [21];  [21];  [21];  [22];  [22];  [22];  [22];  [22];  [22];  [22];  [22];  [22];  [22];  [22];  [22];  [22];  [22];  [22];  [22];  [23];  [23];  [23];  [23];  [23];  [23];  [23];  [23];  [23];  [23];  [23];  [23];  [24];  [24];  [24];  [24];  [24];  [24];  [24];  [25];  [25];  [25];  [25];  [25];  [25];  [25];  [25];  [25];  [25];  [25];  [25];  [25];  [25];  [25];  [25];  [25];  [25];  [25];  [25];  [25];  [26];  [26];  [26];  [27];  [27];  [27];  [27];  [27];  [27];  [27];  [27];  [27];  [28];  [28];  [28];  [28];  [28];  [28];  [28];  [29];  [29];  [29];  [29];  [29];  [29];  [30];  [30];  [30];  [30];  [30];  [30];  [30];  [30];  [30];  [30];  [30];  [30];  [30];  [30];  [30];  [30];  [30];  [30];  [30];  [30];  [30];  [30];  [30];  [30];  [30];  [30];  [30];  [31];  [31];  [31];  [31];  [31];  [31];  [31];  [31];  [31];  [31];  [31];  [31];  [31];  [31];  [31]; ORCiD logo [31];  [31];  [31];  [31]; ORCiD logo [31];  [31];  [31];  [31];  [31];  [31];  [31];  [31];  [31];  [31];  [31];  [31];  [31];  [31];  [31];  [31];  [31]; ORCiD logo [31];  [32];  [32];  [32];  [32];  [32];  [32];  [32];  [32];  [32];  [32];  [32];  [32];  [32];  [32];  [32]; ORCiD logo [32];  [33];  [33];  [33];  [33]; ORCiD logo [34];  [34];  [34];  [34];  [34];  [34];  [34];  [35];  [35];  [35];  [35];  [35];  [35]; ORCiD logo [35];  [35];  [35];  [35];  [35];  [35];  [35];  [35];  [36];  [36];  [36];  [36];  [36];  [36];  [36];  [36];  [36];  [36];  [36];  [36];  [36];  [36];  [36];  [36];  [36];  [36];  [36];  [36];  [36];  [36];  [36];  [36];  [36];  [36];  [36];  [36];  [36];  [36];  [36];  [36];  [36];  [36];  [36];  [36];  [36];  [36];  [36];  [36];  [36];  [36];  [36];  [36];  [36];  [36];  [36];  [36];  [36];  [36];  [36];  [36];  [36];  [36];  [36];  [36];  [37];  [37];  [37];  [37];  [37];  [37];  [37];  [37];  [37];  [37];  [37];  [37];  [37];  [37];  [37];  [38];  [38];  [38];  [38];  [38];  [38];  [38];  [38];  [38];  [38];  [38];  [38];  [38];  [38];  [38];  [38];  [38];  [38];  [38];  [38];  [38];  [38];  [38];  [39];  [39];  [39];  [39];  [39];  [39];  [39];  [39];  [39];  [39];  [39];  [39];  [39];  [39];  [39];  [39];  [39];  [39];  [39];  [39];  [39];  [39];  [39];  [40];  [40];  [40];  [41];  [41];  [41];  [41];  [41]; ORCiD logo [41];  [42];  [42];  [42];  [42];  [43];  [43];  [43];  [43]; ORCiD logo [43];  [43];  [43];  [43];  [44];  [44];  [44];  [44];  [44];  [45];  [45];  [45];  [45];  [45];  [46];  [46];  [46];  [46];  [46];  [46];  [46];  [46];  [46];  [46];  [46];  [46];  [46];  [46];  [46];  [46];  [47];  [47];  [47];  [47];  [47];  [47];  [47];  [47];  [47];  [47];  [48];  [49];  [49];  [49];  [49];  [49];  [49];  [49];  [49];  [49];  [49];  [49];  [49];  [50];  [50];  [50];  [50];  [51];  [51];  [51];  [51];  [51];  [51];  [51];  [51];  [51];  [51];  [51];  [51];  [51];  [51];  [52];  [52];  [52];  [52];  [52];  [52];  [52];  [52];  [52];  [52];  [52];  [52];  [52];  [52];  [52];  [52];  [52];  [52];  [52];  [52];  [52];  [52];  [52];  [53]; ORCiD logo [53];  [53];  [53];  [53];  [53]; ORCiD logo [53];  [53];  [53];  [53];  [53];  [53];  [53];  [53];  [53];  [53]; ORCiD logo [53];  [53];  [53];  [53];  [53]; ORCiD logo [53];  [53];  [53];  [53];  [53];  [54];  [54];  [54];  [54];  [54];  [54];  [54];  [54];  [54];  [54];  [54];  [54];  [55];  [55];  [55];  [55];  [55];  [55];  [55];  [56];  [56];  [56];  [56];  [56];  [56];  [56];  [56];  [57];  [57];  [57];  [57];  [57];  [58];  [58];  [58];  [58];  [59];  [59];  [59];  [59];  [59];  [59];  [59];  [60];  [60];  [60];  [60];  [60];  [60];  [61];  [61];  [61];  [61];  [61];  [61];  [61];  [61];  [61];  [62];  [62];  [62];  [62]; ORCiD logo [63];  [63]; ORCiD logo [63];  [63];  [63];  [63];  [64];  [64];  [64];  [64];  [64];  [64];  [65];  [65];  [66];  [66];  [66];  [66];  [66];  [66];  [66];  [66]; ORCiD logo [66];  [67];  [67]; ORCiD logo [67];  [68];  [68];  [68];  [69];  [69];  [69];  [69];  [70];  [70];  [70];  [70];  [70];  [70];  [70];  [70];  [70];  [70];  [71];  [71];  [71];  [71];  [71];  [71];  [71];  [72];  [73];  [73] « less
  1. Vienna, OAW
  2. Antwerp U.
  3. Vrije U., Brussels
  4. Brussels U.
  5. Louvain U.
  6. Boskovic Inst., Zagreb
  7. Helsinki U.
  8. Helsinki Inst. of Phys.
  9. Lappeenranta U. Tech.
  10. Strasbourg, IPHC
  11. IP2I, Lyon
  12. Aachen, Tech. Hochsch.
  13. DESY
  14. Hamburg U.
  15. KIT, Karlsruhe
  16. Democritos Nucl. Res. Ctr.
  17. Wigner RCP, Budapest
  18. NISER, Jatni
  19. Antwerp U.; NISER, Jatni
  20. Delhi Tech. U.
  21. Saha Inst.
  22. Indian Inst. Tech., Madras
  23. INFN, Bari
  24. Catania U.; INFN, Catania
  25. Florence U.; INFN, Florence
  26. INFN, Genoa
  27. INFN, Milan Bicocca
  28. INFN, Padua; Padua U.
  29. INFN, Pavia
  30. INFN, Perugia; Perugia U.
  31. Pisa, Scuola Normale Superiore
  32. INFN, Turin
  33. Vilnius U.
  34. NCP, Islamabad
  35. Cantabria Inst. of Phys.
  36. CERN; RWTH Aachen U.
  37. PSI, Villigen
  38. ETH, Zurich (main)
  39. Zurich U.
  40. Taiwan, Natl. Taiwan U.
  41. U. Bristol (main)
  42. Rutherford
  43. Imperial Coll., London
  44. Brunel U.
  45. Catholic U.
  46. Brown U.
  47. UC, Davis
  48. UC, Riverside (main)
  49. San Diego U.
  50. Unlisted
  51. Colorado U.
  52. Cornell U.
  53. Fermilab
  54. Chicago U.
  55. Iowa U.
  56. Johns Hopkins U.
  57. Kansas U.
  58. Kansas State U.
  59. Nebraska U.
  60. SUNY, Buffalo
  61. Boston U.
  62. Northeastern U.
  63. Northwestern U.
  64. Ohio State U.
  65. Puerto Rico U., Mayaguez
  66. Purdue U.
  67. Purdue U., Calumet
  68. Rice U.
  69. Rochester U.
  70. Rutgers U., Piscataway
  71. Tennessee U.
  72. Texas A-M
  73. Vanderbilt U.
+ Show Author Affiliations

A new tracking detector will be installed as part of thePhase-2 upgrade of the CMS detector for the high-luminosity LHC era.This tracking detector includes the Inner Tracker, equipped withsilicon pixel sensor modules, and the Outer Tracker, consisting ofmodules with two parallel stacked silicon sensors. The Outer Trackerfront-end ASICs will be able to correlate hits from chargedparticles in these two sensors to perform on-module discriminationof transverse momenta (p$$_{T}$$). The p$$_{T}$$information is generated at a frequency of 40 MHz and will be usedin the Level-1 trigger decision of CMS. Prototypes of theso-called 2S modules were tested at the Test Beam Facility at DESYHamburg between 2019 and 2020. These modules use the finalfront-end ASIC, the CMS Binary Chip (CBC), and for the firsttime the Concentrator Integrated Circuit (CIC), optical readoutand on-module power conversion. In total, seven modules were tested,one of which was assembled with sensors irradiated with protons. Animportant aspect was to show that it is possible to read out modulessynchronously. A cluster hit efficiency of about 99.75 % wasachieved for all modules. The CBC p$$_{T}$$ discriminationmechanism has been verified to work together with the CIC andoptical readout. The measured module performance meets therequirements for operation in the upgraded CMS tracking detector.

Research Organization:
Aachen, Tech. Hochsch.; Antwerp U.; Boskovic Inst., Zagreb; Boston U.; Brown U.; Brunel U.; Brussels U.; CERN; Cantabria Inst. of Phys.; Catania U.; Catholic U.; Chicago U.; Colorado U.; Cornell U.; DESY; Delhi Tech. U.; Democritos Nucl. Res. Ctr.; ETH, Zurich (main); Fermi National Accelerator Laboratory (FNAL), Batavia, IL (United States); Florence U.; Hamburg U.; Helsinki Inst. of Phys.; Helsinki U.; INFN, Bari; INFN, Catania; INFN, Florence; INFN, Genoa; INFN, Milan Bicocca; INFN, Padua; INFN, Pavia; INFN, Perugia; INFN, Turin; IP2I, Lyon; Imperial Coll., London; Indian Inst. Tech., Madras; Iowa U.; Johns Hopkins U.; KIT, Karlsruhe; Kansas State U.; Kansas U.; Lappeenranta U. Tech.; Louvain U.; NCP, Islamabad; NISER, Jatni; Nebraska U.; Northeastern U.; Northwestern U.; Ohio State U.; PSI, Villigen; Padua U.; Perugia U.; Pisa, Scuola Normale Superiore; Puerto Rico U., Mayaguez; Purdue U.; Purdue U., Calumet; RWTH Aachen U.; Rice U.; Rochester U.; Rutgers U., Piscataway; Rutherford; SUNY, Buffalo; Saha Inst.; San Diego U.; Strasbourg, IPHC; Taiwan, Natl. Taiwan U.; Tennessee U.; Texas A-M; U. Bristol (main); UC, Davis; UC, Riverside (main); Unlisted; Vanderbilt U.; Vienna, OAW; Vilnius U.; Vrije U., Brussels; Wigner RCP, Budapest; Zurich U.
Sponsoring Organization:
US Department of Energy
Grant/Contract Number:
89243024CSC000002; AC02-07CH11359
OSTI ID:
2349102
Report Number(s):
FERMILAB-PUB-24-0186-CMS; oai:inspirehep.net:2777395; arXiv:2404.08794
Journal Information:
JINST, Journal Name: JINST Journal Issue: 10 Vol. 19
Country of Publication:
United States
Language:
English

Similar Records

Related Subjects

46 INSTRUMENTATION RELATED TO NUCLEAR SCIENCE AND TECHNOLOGY
Electronic detector readout concepts (solid-state)
Large detector systems for particle and astroparticle physics
Particle tracking detectors (Solid-state detectors)
Trigger detectors