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This content will become publicly available on May 1, 2025

Title: The ATLAS experiment at the CERN Large Hadron Collider: a description of the detector configuration for Run 3
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
Award ID(s):
2111046
PAR ID:
10512851
Author(s) / Creator(s):
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Corporate Creator(s):
Publisher / Repository:
Journal of Instrumentation
Date Published:
Journal Name:
Journal of Instrumentation
Volume:
19
Issue:
05
ISSN:
1748-0221
Page Range / eLocation ID:
P05063
Format(s):
Medium: X
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National Science Foundation
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  1. ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; et al (, Journal of Instrumentation)
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  2. ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; et al (, The European Physical Journal C)
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  3. ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; et al (, Journal of Instrumentation)
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  4. ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; et al (, Journal of Instrumentation)
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  5. ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; et al (, Journal of Instrumentation)
    Abstract The operation and performance of the Compact Muon Solenoid (CMS) electromagnetic calorimeter (ECAL) are presented, based on data collected in pp collisions at √s=13 TeV at the CERN LHC, in the years from 2015 to 2018 (LHC Run 2), corresponding to an integrated luminosity of 151 fb-1. The CMS ECAL is a scintillating lead-tungstate crystal calorimeter, with a silicon strip preshower detector in the forward region that provides precise measurements of the energy and the time-of-arrival of electrons and photons. The successful operation of the ECAL is crucial for a broad range of physics goals, ranging from observing the Higgs boson and measuring its properties, to other standard model measurements and searches for new phenomena. Precise calibration, alignment, and monitoring of the ECAL response are important ingredients to achieve these goals. To face the challenges posed by the higher luminosity, which characterized the operation of the LHC in Run 2, the procedures established during the 2011–2012 run of the LHC have been revisited and new methods have been developed for the energy measurement and for the ECAL calibration. The energy resolution of the calorimeter, for electrons from Z boson decays reaching the ECAL without significant loss of energy by bremsstrahlung, was better than 1.8%, 3.0%, and 4.5% in the |η| intervals [0.0,0.8], [0.8,1.5], [1.5, 2.5], respectively. This resulting performance is similar to that achieved during Run 1 in 2011–2012, in spite of the more severe running conditions. 
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