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Title: Performance of the ATLAS Level-1 topological trigger in Run 2
Abstract During LHC Run 2 (2015–2018) the ATLAS Level-1 topological trigger allowed efficient data-taking by the ATLAS experiment at luminosities up to 2.1 $$\times $$ × 10 $$^{34}$$ 34  cm $$^{-2}$$ - 2 s $$^{-1}$$ - 1 , which exceeds the design value by a factor of two. The system was installed in 2016 and operated in 2017 and 2018. It uses Field Programmable Gate Array processors to select interesting events by placing kinematic and angular requirements on electromagnetic clusters, jets, $$\tau $$ τ -leptons, muons and the missing transverse energy. It allowed to significantly improve the background event rejection and signal event acceptance, in particular for Higgs and B -physics processes.  more » « less
Award ID(s):
2111046
PAR ID:
10321963
Author(s) / Creator(s):
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Date Published:
Journal Name:
The European Physical Journal C
Volume:
82
Issue:
1
ISSN:
1434-6044
Format(s):
Medium: X
Sponsoring Org:
National Science Foundation
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  1. null (Ed.)
    A bstract The factor of four increase in the LHC luminosity, from 0 . 5 × 10 34 cm − 2 s − 1 to 2 . 0 × 10 34 cm − 2 s − 1 , and the corresponding increase in pile-up collisions during the 2015–2018 data-taking period, presented a challenge for the ATLAS trigger, particularly for those algorithms that select events with missing transverse momentum. The output data rate at fixed threshold typically increases exponentially with the number of pile-up collisions, so the legacy algorithms from previous LHC data-taking periods had to be tuned and new approaches developed to maintain the high trigger efficiency achieved in earlier operations. A study of the trigger performance and comparisons with simulations show that these changes resulted in event selection efficiencies of > 98% for this period, meeting and in some cases exceeding the performance of similar triggers in earlier run periods, while at the same time keeping the necessary bandwidth within acceptable limits. 
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  2. 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. 
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  3. 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. 
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  4. null (Ed.)
    A bstract Inclusive and differential cross-sections for the production of top quarks in association with a photon are measured with proton-proton collision data corresponding to an integrated luminosity of 139 fb − 1 . The data were collected by the ATLAS detector at the LHC during Run 2 between 2015 and 2018 at a centre-of-mass energy of 13 TeV. The measurements are performed in a fiducial volume defined at parton level. Events with exactly one photon, one electron and one muon of opposite sign, and at least two jets, of which at least one is b -tagged, are selected. The fiducial cross-section is measured to be $$ {39.6}_{-2.3}^{+2.7} $$ 39.6 − 2.3 + 2.7 fb. Differential cross-sections as functions of several observables are compared with state-of-the-art Monte Carlo simulations and next-to-leading-order theoretical calculations. These include cross-sections as functions of photon kinematic variables, angular variables related to the photon and the leptons, and angular separations between the two leptons in the event. All measurements are in agreement with the predictions from the Standard Model. 
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  5. Aims. We systematically inspected the microlensing data acquired by the KMTNet survey during the previous seasons in order to find anomalous lensing events for which the anomalies in the lensing light curves cannot be explained by the usual binary-lens or binary-source interpretations. Methods. From the inspection, we find that interpreting the three lensing events OGLE-2018-BLG-0584, KMT-2018-BLG-2119, and KMT-2021-BLG-1122 requires four-body (lens+source) models, in which either both the lens and source are binaries (2L2S event) or the lens is a triple system (3L1S event). Following the analyses of the 2L2S events presented in our previous work, here we present the 3L1S analysis of the KMT-2021-BLG-1122. Results. It is found that the lens of the event KMT-2021-BLG-1122 is composed of three masses, in which the projected separations (normalized to the angular Einstein radius) and mass ratios between the lens companions and the primary are ( s 2 ,  q 2 )∼(1.4, 0.53) and ( s 3 ,  q 3 )∼(1.6, 0.24). By conducting a Bayesian analysis, we estimate that the masses of the individual lens components are ( M 1 ,  M 2 ,  M 3 )∼(0.47  M ⊙ , 0.24  M ⊙ , 0.11  M ⊙ ). The companions are separated in projection from the primary by ( a ⊥, 2 ,  a ⊥, 3 )∼(3.5, 4.0) AU. The lens of KMT-2018-BLG-2119 is the first triple stellar system detected via microlensing. 
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