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Title: Performance of the local reconstruction algorithms for the CMS hadron calorimeter with Run 2 data
Abstract A description is presented of the algorithms used to reconstruct energy deposited in the CMS hadron calorimeter during Run 2 (2015–2018) of the LHC. During Run 2, the characteristic bunch-crossing spacing for proton-proton collisions was 25 ns, which resulted in overlapping signals from adjacent crossings. The energy corresponding to a particular bunch crossing of interest is estimated using the known pulse shapes of energy depositions in the calorimeter, which are measured as functions of both energy and time. A variety of algorithms were developed to mitigate the effects of adjacent bunch crossings on local energy reconstruction in the hadron calorimeter in Run 2, and their performance is compared.  more » « less
Award ID(s):
2121686
PAR ID:
10478901
Author(s) / Creator(s):
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Corporate Creator(s):
Publisher / Repository:
Institute of Physics
Date Published:
Journal Name:
Journal of Instrumentation
Volume:
18
Issue:
11
ISSN:
1748-0221
Page Range / eLocation ID:
P11017
Format(s):
Medium: X
Sponsoring Org:
National Science Foundation
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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 ATLAS tile calorimeter (TileCal) is the hadronic sampling calorimeter covering the central region of the ATLAS detector at the Large Hadron Collider (LHC). This paper gives an overview of the calorimeter’s operation and performance during the years 2015–2018 (Run 2). In this period, ATLAS collected proton–proton collision data at a centre-of-mass energy of 13 TeV and the TileCal was 99.65% efficient for data-taking. The signal reconstruction, the calibration procedures, and the detector operational status are presented. The performance of two ATLAS trigger systems making use of TileCal information, the minimum-bias trigger scintillators and the tile muon trigger, is discussed. Studies of radiation effects allow the degradation of the output signals at the end of the LHC and HL-LHC operations to be estimated. Finally, the TileCal response to isolated muons, hadrons and jets from proton–proton collisions is presented. The energy and time calibration methods performed excellently, resulting in good stability and uniformity of the calorimeter response during Run 2. The setting of the energy scale was performed with an uncertainty of 2%. The results demonstrate that the performance is in accordance with specifications defined in the Technical Design Report. 
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