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Title: Operation and performance of the ATLAS semiconductor tracker in LHC Run 2
Abstract The semiconductor tracker (SCT) is one of the tracking systems for charged particles in the ATLAS detector. It consists of 4088 silicon strip sensor modules.During Run 2 (2015–2018) the Large Hadron Collider delivered an integrated luminosity of 156 fb -1 to the ATLAS experiment at a centre-of-mass proton-proton collision energy of 13 TeV. The instantaneous luminosity and pile-up conditions were far in excess of those assumed in the original design of the SCT detector.Due to improvements to the data acquisition system, the SCT operated stably throughout Run 2.It was available for 99.9% of the integrated luminosity and achieved a data-quality efficiency of 99.85%.Detailed studies have been made of the leakage current in SCT modules and the evolution of the full depletion voltage, which are used to study the impact of radiation damage to the modules.  more » « less
Award ID(s):
2111046
PAR ID:
10321958
Author(s) / Creator(s):
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Date Published:
Journal Name:
Journal of Instrumentation
Volume:
17
Issue:
01
ISSN:
1748-0221
Format(s):
Medium: X
Sponsoring Org:
National Science Foundation
More Like this
  1. ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; et al (, Journal of Instrumentation)
    Abstract The ATLAS detector is installed in its experimental cavern at Point 1 of the CERN Large Hadron Collider. During Run 2 of the LHC, a luminosity of  ℒ = 2 × 1034cm-2s-1was routinely achieved at the start of fills, twice the design luminosity. For Run 3, accelerator improvements, notably luminosity levelling, allow sustained running at an instantaneous luminosity of  ℒ = 2 × 1034cm-2s-1, with an average of up to 60 interactions per bunch crossing. The ATLAS detector has been upgraded to recover Run 1 single-lepton trigger thresholds while operating comfortably under Run 3 sustained pileup conditions. A fourth pixel layer 3.3 cm from the beam axis was added before Run 2 to improve vertex reconstruction and b-tagging performance. New Liquid Argon Calorimeter digital trigger electronics, with corresponding upgrades to the Trigger and Data Acquisition system, take advantage of a factor of 10 finer granularity to improve triggering on electrons, photons, taus, and hadronic signatures through increased pileup rejection. The inner muon endcap wheels were replaced by New Small Wheels with Micromegas and small-strip Thin Gap Chamber detectors, providing both precision tracking and Level-1 Muon trigger functionality. Trigger coverage of the inner barrel muon layer near one endcap region was augmented with modules integrating new thin-gap resistive plate chambers and smaller-diameter drift-tube chambers. Tile Calorimeter scintillation counters were added to improve electron energy resolution and background rejection. Upgrades to Minimum Bias Trigger Scintillators and Forward Detectors improve luminosity monitoring and enable total proton-proton cross section, diffractive physics, and heavy ion measurements. These upgrades are all compatible with operation in the much harsher environment anticipated after the High-Luminosity upgrade of the LHC and are the first steps towards preparing ATLAS for the High-Luminosity upgrade of the LHC. This paper describes the Run 3 configuration of the ATLAS detector. 
    more » « less
  2. ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; et al (, The European Physical Journal C)
    null (Ed.)
    Abstract This paper presents a search for direct top squark pair production in events with missing transverse momentum plus either a pair of jets consistent with Standard Model Higgs boson decay into b -quarks or a same-flavour opposite-sign dilepton pair with an invariant mass consistent with a Z boson. The analysis is performed using the proton–proton collision data at $$\sqrt{s}=13$$ s = 13 TeV collected with the ATLAS detector during the LHC Run-2, corresponding to an integrated luminosity of 139 fb $$^{-1}$$ - 1 . No excess is observed in the data above the Standard Model predictions. The results are interpreted in simplified models featuring direct production of pairs of either the lighter top squark ( $$\tilde{t}_1$$ t ~ 1 ) or the heavier top squark ( $$\tilde{t}_2$$ t ~ 2 ), excluding at 95% confidence level $$\tilde{t}_1$$ t ~ 1 and $$\tilde{t}_2$$ t ~ 2 masses up to about 1220 and 875 GeV, respectively. 
    more » « less
  3. ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; et al (, The European Physical Journal C)
    null (Ed.)
    Abstract A search for the pair production of heavy leptons as predicted by the type-III seesaw mechanism is presented. The search uses proton–proton collision data at a centre-of-mass energy of 13 TeV, corresponding to $$ 139\,{\text {fb}}^{-1} $$ 139 fb - 1 of integrated luminosity recorded by the ATLAS detector during Run 2 of the Large Hadron Collider. The analysis focuses on the final state with two light leptons (electrons or muons) of different flavour and charge combinations, with at least two jets and large missing transverse momentum. No significant excess over the Standard Model expectation is observed. The results are translated into exclusion limits on heavy-lepton masses, and the observed lower limit on the mass of the type-III seesaw heavy leptons is 790 GeV at 95% confidence level. 
    more » « less
  4. ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; et al (, The European Physical Journal C)
    Abstract This paper presents a search for dark matter in the context of a two-Higgs-doublet model together with an additional pseudoscalar mediator, a , which decays into the dark-matter particles. Processes where the pseudoscalar mediator is produced in association with a single top quark in the 2HDM+ a model are explored for the first time at the LHC. Several final states which include either one or two charged leptons (electrons or muons) and a significant amount of missing transverse momentum are considered. The analysis is based on proton–proton collision data collected with the ATLAS experiment at $$\sqrt{s} = 13$$ s = 13  TeV during LHC Run 2 (2015–2018), corresponding to an integrated luminosity of 139  $$\hbox {fb}^{-1}$$ fb - 1 . No significant excess above the Standard Model predictions is found. The results are expressed as 95% confidence-level limits on the parameters of the signal models considered. 
    more » « less
  5. ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; et al (, Journal of High Energy Physics)
    null (Ed.)
    A bstract A search for the supersymmetric partners of quarks and gluons (squarks and gluinos) in final states containing jets and missing transverse momentum, but no electrons or muons, is presented. The data used in this search were recorded by the ATLAS experiment in proton-proton collisions at a centre-of-mass energy of $$ \sqrt{s} $$ s = 13 TeV during Run 2 of the Large Hadron Collider, corresponding to an integrated luminosity of 139 fb − 1 . The results are interpreted in the context of various R -parity-conserving models where squarks and gluinos are produced in pairs or in association and a neutralino is the lightest supersymmetric particle. An exclusion limit at the 95% confidence level on the mass of the gluino is set at 2.30 TeV for a simplified model containing only a gluino and the lightest neutralino, assuming the latter is massless. For a simplified model involving the strong production of mass-degenerate first- and second-generation squarks, squark masses below 1.85 TeV are excluded if the lightest neutralino is massless. These limits extend substantially beyond the region of supersymmetric parameter space excluded previously by similar searches with the ATLAS detector. 
    more » « less
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