Abstract
The upgrade of the CMS experiment for the high luminosity operation of the LHC comprises the replacement of the current endcap calorimeter by a high granularity sampling calorimeter (HGCAL). The electromagnetic section of the HGCAL is based on silicon sensors interspersed between lead and copper (or copper tungsten) absorbers. The hadronic section uses layers of stainless steel as an absorbing medium and silicon sensors as an active medium in the regions of high radiation exposure, and scintillator tiles directly read out by silicon photomultipliers in the remaining regions. As part of the development of the detector and its readout electronic components, a section of a silicon-based HGCAL prototype detector along with a section of the CALICE AHCAL prototype was exposed to muons, electrons and charged pions in beam test experiments at the H2 beamline at the CERN SPS in October 2018. The AHCAL uses the same technology as foreseen for the HGCAL but with much finer longitudinal segmentation. The performance of the calorimeters in terms of energy response and resolution, longitudinal and transverse shower profiles is studied using negatively charged pions, and is compared to GEANT4 predictions. This is the first report summarizing results of hadronic showers measured by the HGCAL prototype using beam test data.
| Original language | English |
|---|---|
| Article number | P08014 |
| Journal | Journal of Instrumentation |
| Volume | 18 |
| Issue number | 8 |
| DOIs | |
| Publication status | Published - 1 Aug 2023 |
| Externally published | Yes |
Bibliographical note
Publisher Copyright:© 2023 CERN for the benefit of the CMS collaboration.
Keywords
- Calorimeters
- Large detector systems for particle and astroparticle physics
- Radiation-hard detectors
- Si microstrip and pad detectors
Access to Document
Other files and links
Fingerprint
Dive into the research topics of 'Performance of the CMS High Granularity Calorimeter prototype to charged pion beams of 20-300 GeV/c'. Together they form a unique fingerprint.Cite this
- APA
- Author
- BIBTEX
- Harvard
- Standard
- RIS
- Vancouver
}
In: Journal of Instrumentation, Vol. 18, No. 8, P08014, 01.08.2023.
Research output: Contribution to journal › Article › peer-review
TY - JOUR
T1 - Performance of the CMS High Granularity Calorimeter prototype to charged pion beams of 20-300 GeV/c
AU - Acar, B.
AU - Adamov, G.
AU - Adloff, C.
AU - Afanasiev, S.
AU - Akchurin, N.
AU - Akgün, B.
AU - Alhusseini, M.
AU - Alison, J.
AU - Figueiredo De Sa Sousa De Almeida, J. P.
AU - Dias De Almeida, P. G.
AU - Alpana, A.
AU - Alyari, M.
AU - Andreev, I.
AU - Aras, U.
AU - Aspell, P.
AU - Atakisi, I. O.
AU - Bach, O.
AU - Baden, A.
AU - Bakas, G.
AU - Bakshi, A.
AU - Banerjee, S.
AU - De Barbaro, P.
AU - Bargassa, P.
AU - Barney, D.
AU - Beaudette, F.
AU - Beaujean, F.
AU - Becheva, E.
AU - Becker, A.
AU - Behera, P.
AU - Belloni, A.
AU - Bergauer, T.
AU - El Berni, M.
AU - Besancon, M.
AU - Bhattacharya, S.
AU - Bhattacharya, S.
AU - Bhowmik, D.
AU - Bilki, B.
AU - Bilokin, S.
AU - Blazey, G. C.
AU - Blekman, F.
AU - Bloch, P.
AU - Bodek, A.
AU - Bonanomi, M.
AU - Bonis, J.
AU - Bonnemaison, A.
AU - Bonomally, S.
AU - Borg, J.
AU - Bouyjou, F.
AU - Bower, N.
AU - Braga, D.
AU - Brennan, L.
AU - Brianne, E.
AU - Brondolin, E.
AU - Bryant, P.
AU - Buhmann, E.
AU - Buhmann, P.
AU - Butler-Nalin, A.
AU - Bychkova, O.
AU - Callier, S.
AU - Calvet, D.
AU - Canderan, K.
AU - Cankocak, K.
AU - Cao, X.
AU - Cappati, A.
AU - Caraway, B.
AU - Caregari, S.
AU - Carty, C.
AU - Cauchois, A.
AU - Ceard, L.
AU - Cerci, S.
AU - Sunar Cerci, D.
AU - Cerminara, G.
AU - Chadeeva, M.
AU - Charitonidis, N.
AU - Chatterjee, R.
AU - Chen, Y. M.
AU - Chen, J. A.
AU - Cheng, K. Y.
AU - Cheng, H. J.
AU - Cheung, H.
AU - Chokheli, D.
AU - Cipriani, M.
AU - Čoko, D.
AU - Couderc, F.
AU - Cuba, E.
AU - Danilov, M.
AU - Dannheim, D.
AU - Daoud, W.
AU - Das, I.
AU - Dauncey, P.
AU - David, A.
AU - Davies, G.
AU - Davignon, O.
AU - Day, E.
AU - Debbins, P.
AU - Defranchis, M. M.
AU - Delagnes, E.
AU - Demiragli, Z.
AU - Demirbas, U.
AU - Derylo, G.
AU - Diaz, D.
AU - Diehl, L.
AU - Dinaucourt, P.
AU - Dincer, G. G.
AU - Dittmann, J.
AU - Dragicevic, M.
AU - Dugad, S.
AU - Dulucq, F.
AU - Dumanoglu, I.
AU - Dünser, M.
AU - Dutta, S.
AU - Dutta, V.
AU - Edberg, T. K.
AU - Elias, F.
AU - Emberger, L.
AU - Eno, S. C.
AU - Ershov, Yu
AU - Extier, S.
AU - Fahim, F.
AU - Fallon, C.
AU - Sarbandi Fard, K.
AU - Fedi, G.
AU - Ferragina, L.
AU - Forthomme, L.
AU - Frahm, E.
AU - Franzoni, G.
AU - Freeman, J.
AU - French, T.
AU - Gadow, K.
AU - Gandhi, P.
AU - Ganjour, S.
AU - Gao, X.
AU - Ramos Garcia, M. T.
AU - Garcia-Bellido, A.
AU - Garutti, E.
AU - Gastaldi, F.
AU - Gastler, D.
AU - Gecse, Z.
AU - Germer, A.
AU - Gerwig, H.
AU - Gevin, O.
AU - Ghosh, S.
AU - Gilbert, W.
AU - Gilbert, A.
AU - Gill, K.
AU - Gingu, C.
AU - Gninenko, S.
AU - Golunov, A.
AU - Golutvin, I.
AU - Gonultas, B.
AU - Gorbounov, N.
AU - Göttlicher, P.
AU - Gouskos, L.
AU - Graf, C.
AU - Gray, A. B.
AU - Grieco, C.
AU - Grönroos, S.
AU - Gu, Y.
AU - Guilloux, F.
AU - Guler, Y.
AU - Gurpinar Guler, E.
AU - Gülmez, E.
AU - Guo, J.
AU - Gutti, H.
AU - Hakimi, A.
AU - Hammer, M.
AU - Hartbrich, O.
AU - Hassanshahi, H. M.
AU - Hatakeyama, K.
AU - Hazen, E.
AU - Heering, A.
AU - Hegde, V.
AU - Heintz, U.
AU - Heuchel, D.
AU - Hinton, N.
AU - Hirschauer, J.
AU - Hoff, J.
AU - Hou, X.
AU - Hou, W. S.
AU - Hua, H.
AU - Huck, S.
AU - Hussain, A.
AU - Incandela, J.
AU - Irles, A.
AU - Irshad, A.
AU - Isik, C.
AU - Jain, S.
AU - Jaroslavceva, J.
AU - Jheng, H. R.
AU - Joshi, U.
AU - Kaadze, K.
AU - Kachanov, V.
AU - Kałuzińska, O.
AU - Kalipoliti, L.
AU - Kaminskiy, A.
AU - Kanuganti, A. R.
AU - Kao, Y. W.
AU - Kapoor, A.
AU - Kara, O.
AU - Karneyeu, A.
AU - Kaya, M.
AU - Kaya, O.
AU - Kazhykharim, Y.
AU - Khan, F. A.
AU - Khukhunaishvili, A.
AU - Kieseler, J.
AU - Kilpatrick, M.
AU - Kim, S.
AU - Koetz, K.
AU - Kolberg, T.
AU - Komm, M.
AU - Köseyan, O. K.
AU - Kraus, V.
AU - Krawczyk, M.
AU - Kristiansen, K.
AU - Kristić, A.
AU - Krohn, M.
AU - Kronheim, B.
AU - Krüger, K.
AU - Kulis, S.
AU - Kumar, M.
AU - Kunori, S.
AU - Kuo, C. M.
AU - Kuryatkov, V.
AU - Kvasnicka, J.
AU - Kyre, S.
AU - Lai, Y.
AU - Lamichhane, K.
AU - Landsberg, G.
AU - Lange, C.
AU - Langford, J.
AU - Laurien, S.
AU - Lee, M. Y.
AU - Lee, S. W.
AU - Stahl Leiton, A. G.
AU - Levin, A.
AU - Li, J. H.
AU - Li, Y. Y.
AU - Li, A.
AU - Liang, Z.
AU - Liao, H.
AU - Lin, Z.
AU - Lincoln, D.
AU - Linssen, L.
AU - Lipton, R.
AU - Liu, Y.
AU - Liu, G.
AU - Lobanov, A.
AU - Lohezic, V.
AU - Lomidze, D.
AU - Lu, S.
AU - Lu, R. S.
AU - Lupi, M.
AU - Lysova, I.
AU - Magnan, A. M.
AU - Magniette, F.
AU - Mahjoub, A.
AU - Malakhov, A.
AU - Mallios, S.
AU - Mandjavize, I.
AU - Mannelli, M.
AU - Mans, J.
AU - Marchioro, A.
AU - Martelli, A.
AU - Martens, S.
AU - Martinez, G.
AU - Masterson, P.
AU - Matthewman, M.
AU - Matysek, M.
AU - Mayekar, S. N.
AU - Meier, B.
AU - Coco Mendez, S.
AU - Meng, B.
AU - Menkel, A.
AU - Mestvirishvili, A.
AU - Miao, Y.
AU - Milella, G.
AU - Mirza, I.
AU - Moccia, S.
AU - Mohanty, G. B.
AU - Monti, F.
AU - Moortgat, F. W.
AU - Morrissey, I.
AU - Motta, J.
AU - Murthy, S.
AU - Musić, J.
AU - Musienko, Y.
AU - Nabili, S.
AU - Nguyen, M.
AU - Nikitenko, A.
AU - Noonan, D.
AU - Noonan, D.
AU - Noy, M.
AU - Nurdan, K.
AU - Wulansatiti Nursanto, M.
AU - Ochando, C.
AU - Odell, N.
AU - Okawa, H.
AU - Onel, Y.
AU - Ortez, W.
AU - Ozegović, J.
AU - Ozkorucuklu, S.
AU - Paganis, E.
AU - Palmer, C. A.
AU - Pandey, S.
AU - Pantaleo, F.
AU - Papageorgakis, C.
AU - Papakrivopoulos, I.
AU - Paranjpe, M.
AU - Parshook, J.
AU - Pastika, N.
AU - Paulini, M.
AU - Peitzmann, T.
AU - Peltola, T.
AU - Peng, N.
AU - Buchot Perraguin, A.
AU - Petiot, P.
AU - Pierre-Emile, T.
AU - Vicente Barreto Pinto, M.
AU - Popova, E.
AU - Pöschl, R.
AU - Prosper, H.
AU - Prvan, M.
AU - Puljak, I.
AU - Qasim, S. R.
AU - Qu, H.
AU - Quast, T.
AU - Quinn, R.
AU - Quinnan, M.
AU - Rane, A.
AU - Rao, K. K.
AU - Rapacz, K.
AU - Raux, L.
AU - Redjeb, W.
AU - Reinecke, M.
AU - Revering, M.
AU - Richard, F.
AU - Roberts, A.
AU - Sanchez Rodriguez, A. M.
AU - Rohlf, J.
AU - Rolph, J.
AU - Romanteau, T.
AU - Rosado, M.
AU - Rose, A.
AU - Rovere, M.
AU - Roy, A.
AU - Rubinov, P.
AU - Rusack, R.
AU - Rusinov, V.
AU - Ryjov, V.
AU - Sahin, O. M.
AU - Salerno, R.
AU - Saradhy, R.
AU - Sarkar, T.
AU - Sarkisla, M. A.
AU - Sauvan, J. B.
AU - Schmidt, I.
AU - Schmitt, M.
AU - Schuwalow, S.
AU - Scott, E.
AU - Seez, C.
AU - Sefkow, F.
AU - Selivanova, D.
AU - Sharma, S.
AU - Shelake, M.
AU - Shenai, A.
AU - Shukla, R.
AU - Sicking, E.
AU - De Silva, M.
AU - Silva, P.
AU - Simkina, P.
AU - Simon, F.
AU - Simsek, A. E.
AU - Sirois, Y.
AU - Smirnov, V.
AU - Sobering, T. J.
AU - Spencer, E.
AU - Srimanobhas, N.
AU - Steen, A.
AU - Strait, J.
AU - Strobbe, N.
AU - Su, X. F.
AU - Mantilla Suarez, C.
AU - Sudo, Y.
AU - Sukhov, E.
AU - Sulak, L.
AU - Sun, L.
AU - Suryadevara, P.
AU - Syal, C.
AU - De La Taille, C.
AU - Tali, B.
AU - Tan, C. L.
AU - Tao, J.
AU - Tarabini, A.
AU - Tatli, T.
AU - Taylor, R. D.
AU - Tekten, S.
AU - Thaus, R.
AU - Thiebault, A.
AU - Thienpont, D.
AU - Tiley, C.
AU - Tiras, E.
AU - Titov, M.
AU - Tlisov, D.
AU - Tok, U. G.
AU - Kayis Topaksu, A.
AU - Troska, J.
AU - Tsai, L. S.
AU - Tsamalaidze, Z.
AU - Tsipolitis, G.
AU - Tsirou, A.
AU - Undleeb, S.
AU - Urbanski, D.
AU - Uslan, E.
AU - Ustinov, V.
AU - Uzunian, A.
AU - Varela, J.
AU - Velasco, M.
AU - Vernazza, E.
AU - Viazlo, O.
AU - Vichoudis, P.
AU - Virdee, T.
AU - Voirin, E.
AU - Vojinoviç, M.
AU - Vojinovic, M.
AU - Wade, A.
AU - Wang, C.
AU - Wang, C. C.
AU - Wang, D.
AU - Wang, F.
AU - Wang, X.
AU - Wang, X.
AU - Wang, Z.
AU - Wayne, M.
AU - Webb, S. N.
AU - Whitbeck, A.
AU - Wickwire, R.
AU - Wilson, J. S.
AU - Wu, L.
AU - Wu, H. Y.
AU - Xiao, M.
AU - Yang, J.
AU - H Yeh, C.
AU - Yohay, R.
AU - Yu, D.
AU - Yu, S. S.
AU - Yuan, C.
AU - Yumiceva, F.
AU - Yusuff, I.
AU - Zabi, A.
AU - Zacharopoulou, A.
AU - Zamiatin, N.
AU - Zarubin, A.
AU - Zehetner, P.
AU - Zerwas, D.
AU - Zhang, J.
AU - Zhang, Y.
AU - Zhang, H.
AU - Zhang, Z.
AU - Zhao, X.
N1 - Publisher Copyright: © 2023 CERN for the benefit of the CMS collaboration.
PY - 2023/8/1
Y1 - 2023/8/1
N2 - The upgrade of the CMS experiment for the high luminosity operation of the LHC comprises the replacement of the current endcap calorimeter by a high granularity sampling calorimeter (HGCAL). The electromagnetic section of the HGCAL is based on silicon sensors interspersed between lead and copper (or copper tungsten) absorbers. The hadronic section uses layers of stainless steel as an absorbing medium and silicon sensors as an active medium in the regions of high radiation exposure, and scintillator tiles directly read out by silicon photomultipliers in the remaining regions. As part of the development of the detector and its readout electronic components, a section of a silicon-based HGCAL prototype detector along with a section of the CALICE AHCAL prototype was exposed to muons, electrons and charged pions in beam test experiments at the H2 beamline at the CERN SPS in October 2018. The AHCAL uses the same technology as foreseen for the HGCAL but with much finer longitudinal segmentation. The performance of the calorimeters in terms of energy response and resolution, longitudinal and transverse shower profiles is studied using negatively charged pions, and is compared to GEANT4 predictions. This is the first report summarizing results of hadronic showers measured by the HGCAL prototype using beam test data.
AB - The upgrade of the CMS experiment for the high luminosity operation of the LHC comprises the replacement of the current endcap calorimeter by a high granularity sampling calorimeter (HGCAL). The electromagnetic section of the HGCAL is based on silicon sensors interspersed between lead and copper (or copper tungsten) absorbers. The hadronic section uses layers of stainless steel as an absorbing medium and silicon sensors as an active medium in the regions of high radiation exposure, and scintillator tiles directly read out by silicon photomultipliers in the remaining regions. As part of the development of the detector and its readout electronic components, a section of a silicon-based HGCAL prototype detector along with a section of the CALICE AHCAL prototype was exposed to muons, electrons and charged pions in beam test experiments at the H2 beamline at the CERN SPS in October 2018. The AHCAL uses the same technology as foreseen for the HGCAL but with much finer longitudinal segmentation. The performance of the calorimeters in terms of energy response and resolution, longitudinal and transverse shower profiles is studied using negatively charged pions, and is compared to GEANT4 predictions. This is the first report summarizing results of hadronic showers measured by the HGCAL prototype using beam test data.
KW - Calorimeters
KW - Large detector systems for particle and astroparticle physics
KW - Radiation-hard detectors
KW - Si microstrip and pad detectors
UR - http://www.scopus.com/inward/record.url?scp=85172004529&partnerID=8YFLogxK
U2 - 10.1088/1748-0221/18/08/P08014
DO - 10.1088/1748-0221/18/08/P08014
M3 - Article
AN - SCOPUS:85172004529
SN - 1748-0221
VL - 18
JO - Journal of Instrumentation
JF - Journal of Instrumentation
IS - 8
M1 - P08014
ER -