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Office of Scientific and Technical Information

Title: Performance of the CMS Level-1 trigger in proton-proton collisions at $$\sqrt{s} =$$ 13 TeV

Journal Article · · Journal of Instrumentation
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At the start of Run 2 in 2015, the LHC delivered proton-proton collisions at a center-of-mass energy of 13 TeV. During Run 2 (years 2015-2018) the LHC eventually reached a luminosity of 2.1 × 1034 cm-2 s-1, almost three times that reached during Run 1 (2009-2013) and a factor of two larger than the LHC design value, leading to events with up to a mean of about 50 simultaneous inelastic proton-proton collisions per bunch crossing (pileup). The CMS Level-1 trigger was upgraded prior to 2016 to improve the selection of physics events in the challenging conditions posed by the second run of the LHC. This paper describes the performance of the CMS Level-1 trigger upgrade during the data taking period of 2016-2018. The upgraded trigger implements pattern recognition and boosted decision tree regression techniques for muon reconstruction, includes pileup subtraction for jets and energy sums, and incorporates pileup-dependent isolation requirements for electrons and tau leptons. In addition, the new trigger calculates high-level quantities such as the invariant mass of pairs of reconstructed particles. The upgrade reduces the trigger rate from background processes and improves the trigger efficiency for a wide variety of physics signals.

Research Organization:
Fermi National Accelerator Lab. (FNAL), Batavia, IL (United States); Lawrence Livermore National Lab. (LLNL), Livermore, CA (United States); Univ. of California, Los Angeles, CA (United States); Univ. of Colorado, Boulder, CO (United States); Univ. of Florida, Gainesville, FL (United States)
Sponsoring Organization:
USDOE Office of Science (SC), High Energy Physics (HEP); National Science Foundation (NSF); Kavli Foundation; Nvidia Corporation; SuperMicro Corporation; Welch Foundation; Weston Havens Foundation
Contributing Organization:
CMS Collaboration; CMS collaboration
Grant/Contract Number:
AC02-07CH11359; C-1845; SC0010005; SC0009937; SC0010266
OSTI ID:
1647071
Alternate ID(s):
OSTI ID: 1721773; OSTI ID: 1735494; OSTI ID: 1774594
Report Number(s):
FERMILAB-PUB-20-347-CMS; arXiv:2006.10165; CMS-TRG-17-001; CERN-EP-2020-065; oai:inspirehep.net:1801861; TRN: US2202521
Journal Information:
Journal of Instrumentation, Vol. 15, Issue 10; ISSN 1748-0221
Publisher:
Institute of Physics (IOP)Copyright Statement
Country of Publication:
United States
Language:
English

References (18)

Observation of a new boson with mass near 125 GeV in pp collisions at $ \sqrt{s}=7 $ and 8 TeV journal June 2013
The AMC13XG: a new generation clock/timing/DAQ module for CMS MicroTCA journal December 2013
Boosted Decision Trees in the Level-1 Muon Endcap Trigger at CMS journal September 2018
The anti- k t jet clustering algorithm journal April 2008
Performance of the CMS muon detector and muon reconstruction with proton-proton collisions at √ s =13 TeV journal June 2018
Observation of the Higgs boson decay to a pair of τ leptons with the CMS detector journal April 2018
Search for natural and split supersymmetry in proton-proton collisions at s = 13 $$ \sqrt{s}=13 $$ TeV in final states with jets and missing transverse momentum journal May 2018
Search for invisible decays of a Higgs boson produced through vector boson fusion in proton-proton collisions at s = 13 TeV journal June 2019
The CMS trigger system journal January 2017
Performance of CMS muon reconstruction in pp collision events at √s = 7 TeV journal October 2012
A demonstration of a Time Multiplexed Trigger for the CMS experiment journal January 2012
Performance of reconstruction and identification of τ leptons decaying to hadrons and v τ in pp collisions at √ s =13 TeV journal October 2018
Observation of a new boson at a mass of 125 GeV with the CMS experiment at the LHC journal September 2012
Observation of a new particle in the search for the Standard Model Higgs boson with the ATLAS detector at the LHC journal September 2012
Design of a high throughput electronics module for high energy physics experiments journal June 2016
Algorithm and implementation of muon trigger and data transmission system for barrel-endcap overlap region of the CMS detector journal March 2016
Particle-flow reconstruction and global event description with the CMS detector journal October 2017
The CMS Barrel Muon trigger upgrade journal January 2017

Figures / Tables (31)