Beam Test Performance Studies of CMS Phase-2 Outer Tracker Module Prototypes - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Pré-Publication, Document De Travail Année : 2024

Beam Test Performance Studies of CMS Phase-2 Outer Tracker Module Prototypes

W Adam , T Bergauer , K Damanakis , M Dragicevic , R Frühwirth , H Steininger , W Beaumont , M.R Darwish , T Janssen , P van Mechelen , N Breugelmans , M Delcourt , A de Moor , J d'Hondt , F Heyen , S Lowette , I Makarenko , D Muller , M Tytgat , D Vannerom , S van Putte , Y Allard , B Clerbaux , F Caviglia , S Dansana , A Das , G de Lentdecker , H Evard , L Favart , A Khalilzadeh , K Lee , A Malara , F Robert , L Thomas , M Vanden Bemden , P Vanlaer , Y Yang , A Benecke , A Bethani , G Bruno , C Caputo , J de Favereau , C Delaere , I.S Donertas , A Giammanco , S Jain , V Lemaitre , J Lidrych , K Mondal , N Szilasi , T.T Tran , S Wertz , V Brigljević , B Chitroda , D Ferenček , S Mishra , A Starodumov , T Šuša , E Brücken , T Lampén , E Tuominen , A Karadzhinova-Ferrer , P Luukka , H Petrow , T Tuuva , J.-L Agram (1) , J Andrea (1) , D Bloch (1) , C Bonnin (1) , J.-M Brom (1) , E Chabert (1) , C Collard (1) , E Dangelser (1) , S Falke (1) , U Goerlach (1) , L Gross (1) , C Haas (1) , M Krauth (1) , N Ollivier-Henry (1) , G Saha (1) , P Vaucelle (1) , G Baulieu (2) , A Bonnevaux (2) , G Boudoul (2) , L Caponetto (2) , N Chanon (2) , D Contardo (2) , T Dupasquier (2) , G Galbit (2) , C Greenberg (2) , M Marchisone (2) , L Mirabito (2) , B Nodari (2) , A Purohit (2) , E Schibler (2) , F Schirra (2) , M Vander Donckt (2) , S Viret (2) , K Adamowicz , V Botta , C Ebisch , L Feld , W Karpinski , K Klein , M Lipinski , D Louis , D Meuser , V Oppenländer , I Özen , A Pauls , N Röwert , M Teroerde , M Wlochal , M Beckers , C Dziwok , G Fluegge , N Höflich , O Pooth , A Stahl , W Wyszkowska , T Ziemons , A Agah , S Baxter , S Bhattacharya , F Blekman , A Campbell , A Cardini , C Cheng , S Consuegra Rodriguez , G Eckerlin , D Eckstein , E Gallo , M Guthoff , C Kleinwort , R Mankel , H Maser , A Mussgiller , A Nürnberg , H Petersen , D Rastorguev , O Reichelt , L Rostamvand , P Schütze , L Sreelatha Pramod , R Stever , T Valieiev , A Velyka , A Ventura Barroso , R Walsh , G Yakopov , S Zakharov , A Zuber , A Albrecht , M Antonello , H Biskop , P Connor , E Garutti , J Haller , H Jabusch , G Kasieczka , R Klanner , C.C Kuo , V Kutzner , J Lange , S Martens , M Mrowietz , Y Nissan , K Pena , B Raciti , J Schaarschmidt , P Schleper , J Schwandt , G Steinbrück , A Tews , J Wellhausen , L Ardila , M Balzer , T Barvich , B Berger , E Butz , M Caselle , A Dierlamm , U Elicabuk , M Fuchs , F Hartmann , U Husemann , R Koppenhöfer , S Maier , S Mallows , T Mehner , Th Muller , M Neufeld , B Regnery , W Rehm , I Shvetsov , H.J Simonis , P Steck , L Stockmeier , B Topko , F Wittig , G Anagnostou , G Daskalakis , I Kazas , A Kyriakis , D Loukas , T Balázs , K Márton , F Siklér , V Veszprémi , S Bahinipati , A Das , P Mal , A Nayak , K Pal , D.K Pattanaik , S Pradhan , S.K Swain , A Bhardwaj , C Jain , A Kumar , T Kumar , K Ranjan , S Saumya , K Tiwari , S Baradia , S Dutta , S Sarkar , P.K Behera , S.C Behera , S Chatterjee , G Dash , P Jana , P Kalbhor , J Libby , M Mohammad , R Pradhan , P.R Pujahari , N.R Saha , K Samadhan , A.K Sikdar , R Singh , S Verma , A Vijay , P Cariola , D Creanza , M de Palma , G de Robertis , A Di Florio , L Fiore , F Loddo , I Margjeka , V Mastrapasqua , M Mongelli , S My , L Silvestris , S Albergo , S Costa , A Lapertosa , A Di Mattia , R Potenza , A Tricomi , C Tuve , P Assiouras , G Barbagli , G Bardelli , M Brianzi , B Camaiani , A Cassese , R Ceccarelli , R Ciaranfi , V Ciulli , C Civinini , R d'Alessandro , E Focardi , T Kello , G Latino , P Lenzi , M Lizzo , M Meschini , S Paoletti , A Papanastassiou , G Sguazzoni , L Viliani , S Cerchi , F Ferro , E Robutti , F Brivio , M.E Dinardo , P Dini , S Gennai , L Guzzi , S Malvezzi , D Menasce , L Moroni , D Pedrini , P Azzi , N Bacchetta , P Bortignon , D Bisello , T Dorigo , E Lusiani , M Tosi , L Gaioni , M Manghisoni , L Ratti , V Re , E Riceputi , G Traversi , G Baldinelli , F Bianchi , G.M Bilei , S Bizzaglia , M Caprai , B Checcucci , D Ciangottini , A Di Chiaro , T Croci , L Fanò , L Farnesini , M Ionica , M Magherini , G Mantovani , V Mariani , M Menichelli , A Morozzi , F Moscatelli , D Passeri , A Piccinelli , P Placidi , A Rossi , A Santocchia , D Spiga , L Storchi , T Tedeschi , C Turrioni , P Asenov , P Azzurri , G Bagliesi , A Basti , R Battacharya , R Beccherle , D Benvenuti , L Bianchini , T Boccali , F Bosi , D Bruschini , R Castaldi , M.A Ciocci , V d'Amante , R Dell'Orso , S Donato , A Giassi , F Ligabue , G Magazzù , M Massa , E Mazzoni , A Messineo , A Moggi , M Musich , F Palla , P Prosperi , F Raffaelli , A Rizzi , S. Roy Chowdhury , T Sarkar , P Spagnolo , F Tenchini , R Tenchini , G Tonelli , F Vaselli , A Venturi , P.G Verdini , N Bartosik , F Bashir , R Bellan , S Coli , M Costa , R Covarelli , N Demaria , S. Garrafa Botta , M Grippo , F Luongo , A Mecca , E Migliore , G Ortona , L Pacher , F Rotondo , C Tarricone , M Ambrozas , N Chychkalo , A Juodagalvis , A Rinkevicius , A Ahmad , M.I Asghar , A Awais , M.I.M Awan , W.A Khan , M Saleh , I Sohail , A Calderón , J Duarte Campderros , M Fernandez , G Gomez , F.J. Gonzalez Sanchez , R Jaramillo Echeverria , C Lasaosa , D Moya , J Piedra , A. Ruiz Jimeno , L Scodellaro , I Vila , A.L Virto , J.M. Vizan Garcia , D Abbaneo , M Abbas , I Ahmed , E Albert , B Allongue , J Almeida , M Barinoff , J. Batista Lopes , G Bergamin , G Blanchot , F Boyer , A Caratelli , R Carnesecchi , D Ceresa , J Christiansen , P.F Cianchetta , J Daguin , A Diamantis , N Frank , T French , D Golyzniak , B Grygiel , K Kloukinas , L Kottelat , M Kovacs , R Kristic , J Lalic , A La Rosa , P Lenoir , R Loos , A Marchioro , I. Mateos Dominguez , S Mersi , S Michelis , C Nedergaard , A Onnela , S Orfanelli , T Pakulski , A Papadopoulos , F. Perea Albela , A Perez , F Perez Gomez , J.-F Pernot , P Petagna , Q Piazza , G Robin , S Scarfì , K Schleidweiler , N Siegrist , P Szidlik , J Troska , A Tsirou , F Vasey , R Vrancianu , S Wlodarczyk , A Zografos , W Bertl , T Bevilacqua , L Caminada , A Ebrahimi , W Erdmann , R Horisberger , H.-C Kaestli , D Kotlinski , C Lange , U Langenegger , B Meier , M Missiroli , L Noehte , T Rohe , S Streuli , K Androsov , M Backhaus , R Becker , G Bonomelli , D Di Calafiori , A Calandri , C Cazzaniga , A de Cosa , M Donega , F Eble , F Glessgen , C Grab , T Harte , D Hits , W Lustermann , J Niedziela , V Perovic , B Ristic , U Roeser , D Ruini , R Seidita , J Sörensen , R Wallny , P Bärtschi , K Bösiger , F Canelli , K Cormier , A de Wit , N Gadola , M Huwiler , W Jin , A Jofrehei , B Kilminster , S Leontsinis , S.P Liechti , A Macchiolo , R Maier , F Meng , F Stäger , I Neutelings , A Reimers , P Robmann , S Sanchez Cruz , E Shokr , Y Takahashi , D Wolf , P.-H Chen , W.-S Hou , R.-S Lu , E Clement , D Cussans , J Goldstein , M.-L Holmberg , S. Seif El Nasr-Storey , S Sanjrani , K Harder , K Manolopoulos , T Schuh , I.R Tomalin , R Bainbridge , C Brown , G Fedi , G Hall , A Mastronikolis , D Parker , M Pesaresi , K Uchida , K Coldham , J Cole , A Khan , P Kyberd , I.D Reid , R Bartek , A Dominguez , A.E Simsek , R Uniyal , A.M. Vargas Hernandez , G Benelli , U Heintz , N Hinton , J Hogan , A Honma , A Korotkov , D Li , J Luo , M Narain , N Pervan , T Russell , S Sagir , F Simpson , E Spencer , N Venkatasubramanian , P Wagenknecht , B Barton , E Cannaert , M Chertok , J Conway , D Hemer , F Jensen , J Thomson , W Wei , R Yohay , F Zhang , G Hanson , S.B Cooperstein , N Deelen , R Gerosa , L Giannini , Y Gu , J Guyang , S Krutelyov , S Mukherjee , V Sharma , M Tadel , E Vourliotis , A Yagil , J Incandela , S Kyre , P Masterson , T Vami , J.P Cumalat , W.T Ford , A Hart , A Hassani , M Herrmann , G Karathanasis , J Pearkes , C Savard , N Schonbeck , K Stenson , K.A Ulmer , S.R Wagner , N Zipper , D Zuolo , J Alexander , S Bright-Thonney , X Chen , A Duquette , J Fan , X Fan , A Filenius , J Grassi , S Hogan , P Kotamnives , S Lantz , J Monroy , G Niendorf , M Oshiro , H Postema , J Reichert , D Riley , A Ryd , K Smolenski , C Strohman , J Thom , P Wittich , R Zou , A Bakshi , D.R Berry , K Burkett , D Butler , A Canepa , G Derylo , J Dickinson , A Ghosh , H Gonzalez , S Grünendahl , L Horyn , M Johnson , P Klabbers , C Lee , C.M Lei , R Lipton , S Los , P Merkel , S Nahn , F Ravera , L Ristori , R Rivera , L Spiegel , L Uplegger , E Voirin , I Zoi , R Escobar Franco , A Evdokimov , O Evdokimov , C.E Gerber , M Hawksworth , D.J Hofman , C Mills , B Ozek , T Roy , S Rudrabhatla , M.A Wadud , J Yoo , D Blend , T Bruner , M Haag , J Nachtman , Y Onel , C Snyder , K Yi , J Davis , A.V Gritsan , L Kang , S Kyriacou , P Maksimovic , M Roguljic , S Sekhar , M Swartz , A Bean , D Grove , R Salvatico , C Smith , G Wilson , A Ivanov , A Kalogeropoulos , G Reddy , R Taylor , K Bloom , D.R Claes , G Haza , J Hossain , C Joo , I Kravchenko , J Siado , H.W Hsia , I Iashvili , A Kharchilava , D Nguyen , S Rappoccio , H. Rejeb Sfar , S Cholak , G Decastro , Z Demiragli , C Fangmeier , J Fulcher , D Gastler , F Golf , S Jeon , J Rohlf , J Li , R Mccarthy , A Parker , L Skinnari , K Hahn , Y Liu , M Mcginnis , D Monk , S Noorudhin , A Taliercio , A Basnet , R de los Santos , C.S Hill , M Joyce , B Winer , B Yates , S Malik , R Sharma , R Chawla , M Jones , A Jung , A Koshy , M Liu , G Negro , J.-F Schulte , J Thieman , Y Zhong , J Dolen , N Parashar , A Pathak , A Agrawal , K.M Ecklund , T Nussbaum , R Demina , J Dulemba , A. Herrera Flor , O Hindrichs , D Gadkari , Y Gershtein , E Halkiadakis , C Kurup , A Lath , K Nash , M Osherson , P Saha , S Schnetzer , R Stone , D Ally , S Fiorendi , J Harris , T Holmes , L Lee , E Nibigira , S Spanier , R Eusebi , P d'Angelo , W Johns
W Adam
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T Bergauer
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K Damanakis
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M Dragicevic
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R Frühwirth
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H Steininger
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W Beaumont
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M.R Darwish
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T Janssen
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P van Mechelen
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N Breugelmans
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M Delcourt
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A de Moor
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J d'Hondt
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F Heyen
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S Lowette
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I Makarenko
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A Starodumov
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P Luukka
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L Feld
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P Schleper
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I Shvetsov
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H.J Simonis
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L Stockmeier
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F Wittig
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V Veszprémi
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S Saumya
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S Baradia
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S Sarkar
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P.K Behera
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S.C Behera
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S Chatterjee
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G Dash
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P Jana
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P Kalbhor
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J Libby
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M Mohammad
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R Pradhan
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P.R Pujahari
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N.R Saha
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K Samadhan
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R Singh
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A Vijay
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P Cariola
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A Di Florio
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M Mongelli
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L Silvestris
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R Potenza
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A Tricomi
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C Tuve
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P Assiouras
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G Barbagli
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M Brianzi
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B Camaiani
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A Cassese
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R Ceccarelli
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R Ciaranfi
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V Ciulli
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C Civinini
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R d'Alessandro
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T Kello
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G Latino
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P Lenzi
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M Lizzo
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M Meschini
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S Paoletti
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A Papanastassiou
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G Sguazzoni
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L Viliani
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S Cerchi
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F Ferro
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F Brivio
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M.E Dinardo
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P Dini
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L Guzzi
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L Moroni
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D Pedrini
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P Azzi
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N Bacchetta
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P Bortignon
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D Bisello
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T Dorigo
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E Lusiani
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M Tosi
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L Gaioni
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M Manghisoni
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L Ratti
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V Re
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E Riceputi
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G Traversi
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G Baldinelli
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F Bianchi
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G.M Bilei
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S Bizzaglia
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B Checcucci
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D Ciangottini
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A Di Chiaro
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T Croci
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L Fanò
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L Farnesini
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M Ionica
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M Magherini
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G Mantovani
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V Mariani
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M Menichelli
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A Morozzi
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F Moscatelli
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D Passeri
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A Piccinelli
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P Placidi
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A Rossi
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A Santocchia
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D Spiga
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L Storchi
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T Tedeschi
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C Turrioni
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P Asenov
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P Azzurri
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G Bagliesi
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A Basti
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R Battacharya
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R Beccherle
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D Benvenuti
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L Bianchini
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T Boccali
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F Bosi
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D Bruschini
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R Castaldi
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M.A Ciocci
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V d'Amante
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S Donato
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A Giassi
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F Ligabue
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G Magazzù
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A Messineo
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A Moggi
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M Musich
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F Palla
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P Prosperi
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F Raffaelli
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A Rizzi
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S. Roy Chowdhury
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T Sarkar
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P Spagnolo
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F Tenchini
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R Tenchini
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G Tonelli
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F Vaselli
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A Venturi
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P.G Verdini
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N Bartosik
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F Bashir
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R Bellan
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S Coli
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M Costa
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R Covarelli
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S. Garrafa Botta
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G Ortona
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L Pacher
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F Rotondo
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C Tarricone
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M Ambrozas
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N Chychkalo
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A Juodagalvis
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A Awais
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M.I.M Awan
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M Saleh
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I Sohail
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A Calderón
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M Fernandez
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G Gomez
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F.J. Gonzalez Sanchez
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R Jaramillo Echeverria
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C Lasaosa
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D Moya
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J Piedra
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A. Ruiz Jimeno
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L Scodellaro
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I Vila
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A.L Virto
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  • Fonction : Auteur
S Spanier
  • Fonction : Auteur
R Eusebi
  • Fonction : Auteur
P d'Angelo
  • Fonction : Auteur
W Johns
  • Fonction : Auteur

Résumé

A new tracking detector will be installed as part of the Phase-2 upgrade of the CMS detector for the high-luminosity LHC era. This tracking detector includes the Inner Tracker, equipped with silicon pixel sensor modules, and the Outer Tracker, consisting of modules with two parallel stacked silicon sensors. The Outer Tracker front-end ASICs will be able to correlate hits from charged particles in these two sensors to perform on-module discrimination of transverse momenta $p_\mathrm{T}$. The $p_\mathrm{T}$ information is generated at a frequency of 40 MHz and will be used in the Level-1 trigger decision of CMS. Prototypes of the so-called 2S modules were tested at the Test Beam Facility at DESY Hamburg between 2019 and 2020. These modules use the final front-end ASIC, the CMS Binary Chip (CBC), and for the first time the Concentrator Integrated Circuit (CIC), optical readout and on-module power conversion. In total, seven modules were tested, one of which was assembled with sensors irradiated with protons. An important aspect was to show that it is possible to read out modules synchronously. A cluster hit efficiency of about 99.75% was achieved for all modules. The CBC $p_\mathrm{T}$ discrimination mechanism has been verified to work together with the CIC and optical readout. The measured module performance meets the requirements for operation in the upgraded CMS tracking detector.

Dates et versions

hal-04556634 , version 1 (23-04-2024)

Identifiants

Citer

W Adam, T Bergauer, K Damanakis, M Dragicevic, R Frühwirth, et al.. Beam Test Performance Studies of CMS Phase-2 Outer Tracker Module Prototypes. 2024. ⟨hal-04556634⟩
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