Timing Performance of the CMS High Granularity Calorimeter Prototype

Acar, B.; Zenz, S.; Ochando, C.; Butler-Nalin, A.; Akchurin, N.; Callier, S.; Yu, G. B.; Musienko, Y.; Couderc, F.; Lincoln, D.; Lamichhane, K.; Langford, J.; Cauchois, A.; Beaujean, F.; Pagenkopf, D.; Wang, X.; Hirschauer, J.; Winter, D.; Cheung, H.; Vichoudis, P.; Paulini, M.; Paganis, E.; Magniette, F.; CMS HGCAL Collaboration; Popova, E.; Nikitenko, A.; Kachanov, V.; Gninenko, S.; Noy, M.; Petiot, P.; Krohn, M.; Vojinović, M.; Kiesler, J.; Collura, G.; Irshad, A.; Sarkisla, M. A.; Bloch, P.; Buchot Perraguin, A.; Chernichenko, S.; Maier, A. A.; Khukhunaishvili, A.; Heintz, U.; Revering, M.; Guler, Y.; Yusuff, I.; Lange, C.; Webb, S. N.; Kolberg, T.; Musić, J.; Monti, F.; Gonzalez, T.; Rao, K. K.; Gorbounov, N.; Yu, D.; Odell, N.; Davies, G.; Sarkar, T.; Roberts, A.; Lysova, I.; Bilki, B.; Hou, W.-S.; Gao, X.; Quinn, R.; Masterson, P.; Tiras, E.; Köseyan, O. K.; Derylo, G.; Sauvan, J. B.; Landsberg, G.; Lipton, R.; Dutta, V.; Thaus, R.; Van de Klundert, M.; Nurdan, K.; Cappati, A.; Prosper, H.; Tlisov, D.; Ozegović, J.; Schmitt, M.; Edberg, T. K.; Levin, A.; Sieberer, P.; Rose, A.; Krüger, Katja; de La Taille, C.; Dannheim, D.; Raux, L.; Zhang, J.; Mahjoub, A.; Garcia, M. T. Ramos; Day, E.; Gandhi, P.; Pierre-Emile, T.; Cerminara, G.; Defranchis, M. M.; Daoud, W.; Liu, Y.; Schmidt, I.; Marchioro, A.; Noonan, D.; Hinton, N.; Mandjavize, I.; Choudhury, S.; Fedi, G.; Strobbe, N.; Yu, S. S.; Chien, C. H.; Ozkorucuklu, S.; Behera, P.; Kaminskiy, A.; Isik, C.; Kaya, O.; Bergauer, T.; Peltola, T.; Adloff, C.; Troska, J.; Bhowmik, D.; Jheng, H. R.; Bouyjou, F.; Rovere, M.; Davignon, O.; Sahin, O. M.; Wang, Z.; Guilloux, F.; Martinez, G.; Extier, S.; Zacharopoulou, A.; Sunar Cerci, D.; Lai, Y.; de Oliveira, R. Vizinho; Atakisi, I. O.; Strait, J.; Mestvirishvili, A.; Dutta, S.; Gill, K.; Pinto, M. Vicente Barreto; Virdee, T.; Murthy, S.; Brondolin, E.; Gevin, O.; Martelli, A.; Tsipolitis, G.; Charitonidis, N.; Lobanov, Artur; Kayis Topaksu, A.; Hatakeyama, K.; Titov, M.; Ganjour, S.; Franzoni, G.; Morrissey, I.; Yeh, C. H.; Pastika, N.; Kyre, S.; Liao, H.; Burkle, B.; Papakrivopoulos, I.; Wang, C.; Papageorgakis, C.; Brashear, J.; Alhusseini, M.; Dulucq, F.; Bower, N.; Elias, F.; Dragicevic, M.; Afanasiev, S.; Shenai, A.; Joshi, U.; Romanteau, T.; Varela, J.; Danilov, M.; Undleeb, S.; Sharma, S.; Tsirou, A.; Okawa, H.; Parshook, J.; De Guio, F.; Moccia, S.; Fallon, C.; Caregari, S.; Berni, M. El; Kuryatkov, V.; Koetz, K.; Meng, B.; Pitters, F.; Guo, J.; Mallios, S.; Čoko, D.; Kim, S.; Freeman, J.; Zhang, Y.; Li, A.; Puljak, I.; Everaerts, P.; Hoff, J.; Bakas, G.; Altopp, G.; Debbins, P.; Mohanty, G. B.; Li, Y. y.; Tastan, I.; Tali, B.; Wu, H. Y.; Su, J. W.; Palladino, V.; Viazlo, O.; Cheng, H. J.; French, T.; Lupi, M.; Fahim, F.; Bonnemaison, A.; Barney, D.; Dittmann, J.; Tsamalaidze, Z.; Wang, F.; Uzunian, A.; Adamov, G.; Tan, C. L.; Smirnov, V.; Bueghly, J.; Kilpatrick, M.; Wilson, J. S.; Malakhov, A.; Lee, M. Y.; Gecse, Z.; Nagar, A.; Prvan, M.; Mirza, I.; Gerwig, H.; Chadeeva, M.; Zghiche, A.; Rusack, R.; Shukla, R.; Lu, R.-S.; Simsek, A. E.; White, D.; Saradhy, R.; De Silva, M.; Alison, J.; Bonanomi, M.; Nguyen, M.; Pantaleo, F.; Delagnes, E.; Odegard, B.; Khan, F. Alam; Tyurin, N.; Eno, S. C.; Kristić, A.; Chen, Z.; Quast, T.; Zhang, Z.; Andreev, I.; Nursanto, M. Wulansatiti; David, A.; Beaudette, F.; Cheng, K. y.; Tok, U. G.; Ghosh, S.; Diaz, D.; Becker, A.; Cao, X.; Belloni, A.; Silva, P.; Ortez, W.; Wu, L.; Rusinov, V.; Frahm, E.; Dünser, M.; Hassanshahi, H. M.; Alpana, A.; Golutvin, I.; de Almeida, P. G. Dias; Wade, A.; Hua, H.; Hegde, V.; Spencer, E.; Hou, X.; Garcia-Bellido, A.; An, S.; Voelker, J.; Cerci, S.; Gingu, C.; Sun, L.; Kapoor, A.; Dumanoglu, I.; Ceard, L.; Gomes, R. Pereira; Onel, Y.; Tao, J.; Heering, A.; Kalinin, A.; Zamiatin, N.; Thienpont, D.; Gurpinar Guler, E.; Gastaldi, F.; Sirois, Y.; Cekmecelioglu, Y. C.; Akgün, B.; Dinaucourt, P.; Zhang, H.; Gülmez, E.; Calvet, D.; Yohay, R.; Kunori, S.; Aspell, P.; Zarubin, A.; Bargassa, P.; Kalipoliti, L.; Gray, A. B.; Nabili, S.; Reichenbach, G.; Reinecke, M.; Caraway, B.; Li, B.; Fontana Santos Alves, B. A.; Berrio, J. M. Deltoro; Rodriguez, A. M. Sanchez; Wayne, M.; Li, J. H.; Steen, A.; Gu, Y.; Kulagin, N.; Anagul, S.; Bonomally, S.; Pandey, S.; Tsai, L.-S.; Golunov, A.; Rapacz, K.; Bodek, A.; Shein, I.; Kaya, M.; Chen, Y. M.; Borg, J.; Ryjov, V.; Bakshi, A.; Becheva, E.; Karneyeu, A.; Chatterjee, R.; Alyari, M.; Wickwire, R.; Dugad, S.; Urbanski, D.; Jain, S.; Qu, H.; Baden, A.; Ustinov, V.; Kuo, C. M.; Incandela, J.; Magnan, A.-M.; Tekten, S.; Rubinov, P.; Yuan, C.; Bychkova, O.; Whitbeck, A.; Bhattacharya, Soham; Voirin, E.; Bryant, P.; Kara, O.; Kulis, S.; Velasco, M.; Scott, E.; Quinnan, M.; Gilbert, A.; Mengke, T.; Bach, O.; Gilbert, W.; Gouskos, L.; Salerno, R.; Dauncey, P.; Sukhov, E.; Hammer, M.; Bannerjee, S.; Seez, C.; Geerebaert, Y.; Mannelli, M.; DeBarbaro, P.; Sozbilir, U.; Braga, D.; Eckdahl, J.; Linssen, L.; Sicking, E.; Paulitsch, P.; Yumiceva, F.; Syal, C.; Sefkow, F.; Ershov, Yu.; Besançon, M.; Roy, A.; Mans, J.; Perkins, H.; Tatlı, T.

Preprint

PUBDB-2024-00389

Timing Performance of the CMS High Granularity Calorimeter Prototype

Acar, B. ; Adamov, G. ; Adloff, C. ; Afanasiev, S. ; Akchurin, N. ; Akgün, B. ; Khan, F. A. ; Alhusseini, M. ; Alison, J. ; Alpana, A. ; Altopp, G. ; Alyari, M. ; An, S. ; Anagul, S. ; Andreev, I. ; Aspell, P. ; Atakisi, I. O. ; Bach, O. ; Baden, A. ; Bakas, G. ; Bakshi, A. ; Bannerjee, S. ; Bargassa, P. ; Barney, D. ; Beaudette, F. ; Beaujean, F. ; Becheva, E. ; Becker, A. ; Behera, P. ; Belloni, A. ; Bergauer, T. ; Besançon, M. ; Bhattacharya, S.DESY* ; Bhowmik, D. ; Bilki, B. ; Bloch, P. ; Bodek, A. ; Bonanomi, M. ; Bonnemaison, A. ; Bonomally, S. ; Borg, J. ; Bouyjou, F. ; Bower, N. ; Braga, D. ; Brashear, J. ; Brondolin, E. ; Bryant, P. ; Buchot Perraguin, A. ; Bueghly, J. ; Burkle, B. ; Butler-Nalin, A. ; Bychkova, O. ; Callier, S. ; Calvet, D. ; Cao, X. ; Cappati, A. ; Caraway, B. ; Caregari, S. ; Cauchois, A. ; Ceard, L. ; Cekmecelioglu, Y. C. ; Cerci, S. ; Cerminara, G. ; Chadeeva, M. ; Charitonidis, N. ; Chatterjee, R. ; Chen, Y. M. ; Chen, Z. ; Cheng, H. J. ; Cheng, K. y. ; Chernichenko, S. ; Cheung, H. ; Chien, C. H. ; Choudhury, S. ; Čoko, D. ; Collura, G. ; Couderc, F. ; Danilov, M. ; Dannheim, D. ; Daoud, W. ; Dauncey, P. ; David, A. ; Davies, G. ; Davignon, O. ; Day, E. ; DeBarbaro, P. ; De Guio, F. ; de La Taille, C. ; De Silva, M.DESY* ; Debbins, P. ; Defranchis, M. M.Extern* ; Delagnes, E. ; Berrio, J. M. D. ; Derylo, G. ; de Almeida, P. G. D. ; Diaz, D. ; Dinaucourt, P. ; Dittmann, J. ; Dragicevic, M. ; Dugad, S. ; Dulucq, F. ; Dumanoglu, I. ; Dutta, V. ; Dutta, S. ; Dünser, M. ; Eckdahl, J. ; Edberg, T. K. ; Berni, M. E. ; Elias, F. ; Eno, S. C. ; Ershov, Y. ; Everaerts, P. ; Extier, S. ; Fahim, F. ; Fallon, C. ; Fedi, G. ; Fontana Santos Alves, B. A. ; Frahm, E. ; Franzoni, G. ; Freeman, J. ; French, T. ; Gandhi, P. ; Ganjour, S. ; Gao, X. ; Garcia-Bellido, A. ; Gastaldi, F. ; Gecse, Z. ; Geerebaert, Y. ; Gerwig, H. ; Gevin, O. ; Ghosh, S. ; Gilbert, A. ; Gilbert, W. ; Gill, K. ; Gingu, C. ; Gninenko, S. ; Golunov, A. ; Golutvin, I. ; Gonzalez, T. ; Gorbounov, N. ; Gouskos, L. ; Gray, A. B. ; Gu, Y. ; Guilloux, F. ; Guler, Y. ; Gülmez, E. ; Guo, J. ; Gurpinar Guler, E. ; Hammer, M. ; Hassanshahi, H. M. ; Hatakeyama, K. ; Heering, A. ; Hegde, V. ; Heintz, U. ; Hinton, N. ; Hirschauer, J. ; Hoff, J. ; Hou, W.-S. ; Hou, X. ; Hua, H. ; Incandela, J. ; Irshad, A. ; Isik, C. ; Jain, S. ; Jheng, H. R. ; Joshi, U. ; Kachanov, V. ; Kalinin, A. ; Kalipoliti, L. ; Kaminskiy, A. ; Kapoor, A. ; Kara, O. ; Karneyeu, A. ; Kaya, M. ; Kaya, O. ; Kayis Topaksu, A. ; Khukhunaishvili, A. ; Kiesler, J. ; Kilpatrick, M. ; Kim, S. ; Koetz, K. ; Kolberg, T. ; Köseyan, O. K. ; Kristić, A. ; Krohn, M. ; Krüger, K.DESY* ; Kulagin, N. ; Kulis, S. ; Kunori, S. ; Kuo, C. M. ; Kuryatkov, V. ; Kyre, S. ; Lai, Y. ; Lamichhane, K. ; Landsberg, G. ; Lange, C. ; Langford, J. ; Lee, M. Y. ; Levin, A. ; Li, A. ; Li, B. ; Li, J. H. ; Li, Y. y. ; Liao, H. ; Lincoln, D. ; Linssen, L. ; Lipton, R. ; Liu, Y. ; Lobanov, A.Extern* ; Lu, R.-S. ; Lupi, M. ; Lysova, I. ; Magnan, A.-M. ; Magniette, F. ; Mahjoub, A. ; Maier, A. A. ; Malakhov, A. ; Mallios, S. ; Mandjavize, I. ; Mannelli, M. ; Mans, J. ; Marchioro, A. ; Martelli, A. ; Martinez, G. ; Masterson, P. ; Meng, B. ; Mengke, T. ; Mestvirishvili, A. ; Mirza, I. ; Moccia, S. ; Mohanty, G. B. ; Monti, F. ; Morrissey, I. ; Murthy, S. ; Musić, J. ; Musienko, Y. ; Nabili, S. ; Nagar, A. ; Nguyen, M. ; Nikitenko, A. ; Noonan, D. ; Noy, M. ; Nurdan, K. ; Ochando, C. ; Odegard, B. ; Odell, N. ; Okawa, H. ; Onel, Y. ; Ortez, W. ; Ozegović, J. ; Ozkorucuklu, S. ; Paganis, E. ; Pagenkopf, D. ; Palladino, V. ; Pandey, S. ; Pantaleo, F. ; Papageorgakis, C. ; Papakrivopoulos, I. ; Parshook, J. ; Pastika, N. ; Paulini, M. ; Paulitsch, P. ; Peltola, T. ; Gomes, R. P. ; Perkins, H. ; Petiot, P. ; Pierre-Emile, T. ; Pitters, F. ; Popova, E. ; Prosper, H. ; Prvan, M. ; Puljak, I. ; Qu, H. ; Quast, T. ; Quinn, R. ; Quinnan, M. ; Garcia, M. T. R. ; Rao, K. K. ; Rapacz, K. ; Raux, L. ; Reichenbach, G. ; Reinecke, M. ; Revering, M. ; Roberts, A. ; Romanteau, T. ; Rose, A. ; Rovere, M. ; Roy, A. ; Rubinov, P. ; Rusack, R. ; Rusinov, V. ; Ryjov, V. ; Sahin, O. M. ; Salerno, R. ; Rodriguez, A. M. S. ; Saradhy, R. ; Sarkar, T. ; Sarkisla, M. A. ; Sauvan, J. B. ; Schmidt, I. ; Schmitt, M. ; Scott, E. ; Seez, C. ; Sefkow, F.DESY* ; Sharma, S. ; Shein, I. ; Shenai, A. ; Shukla, R. ; Sicking, E. ; Sieberer, P. ; Silva, P. ; Simsek, A. E. ; Sirois, Y. ; Smirnov, V. ; Sozbilir, U. ; Spencer, E. ; Steen, A. ; Strait, J. ; Strobbe, N. ; Su, J. W. ; Sukhov, E. ; Sun, L. ; Sunar Cerci, D. ; Syal, C. ; Tali, B. ; Tan, C. L. ; Tao, J. ; Tastan, I. ; Tatlı, T. ; Thaus, R. ; Tekten, S. ; Thienpont, D. ; Tiras, E. ; Titov, M. ; Tlisov, D. ; Tok, U. G. ; Troska, J. ; Tsai, L.-S. ; Tsamalaidze, Z. ; Tsipolitis, G. ; Tsirou, A. ; Tyurin, N. ; Undleeb, S. ; Urbanski, D. ; Ustinov, V. ; Uzunian, A. ; Van de Klundert, M. ; Varela, J. ; Velasco, M. ; Viazlo, O. ; Pinto, M. V. B. ; Vichoudis, P. ; Virdee, T. ; de Oliveira, R. V. ; Voelker, J. ; Voirin, E. ; Vojinović, M. ; Wade, A. ; Wang, C. ; Wang, F. ; Wang, X. ; Wang, Z. ; Wang, Z. ; Wayne, M. ; Webb, S. N. ; Whitbeck, A. ; White, D. ; Wickwire, R. ; Wilson, J. S. ; Winter, D. ; Wu, H. Y. ; Wu, L. ; Nursanto, M. W. ; Yeh, C. H. ; Yohay, R. ; Yu, D. ; Yu, G. B. ; Yu, S. S. ; Yuan, C. ; Yumiceva, F. ; Yusuff, I. ; Zacharopoulou, A. ; Zamiatin, N. ; Zarubin, A. ; Zenz, S. ; Zghiche, A. ; Zhang, H. ; Zhang, J. ; Zhang, Y. ; Zhang, Z. ; CMS HGCAL Collaboration (Collaboration author)DESY*

2023

[10.3204/PUBDB-2024-00389]

This record in other databases:

Please use a persistent id in citations: doi:10.3204/PUBDB-2024-00389

Report No.: arXiv:2312.14622

Abstract: This paper describes the experience with the calibration, reconstruction and evaluation of the timing capabilities of the CMS HGCAL prototype in the beam tests in 2018. The calibration procedure includes multiple steps and corrections ranging from tens of nanoseconds to a few hundred picoseconds. The timing performance is studied using signals from positron beam particles with energies between 20 GeV and 300 GeV. The performance is studied as a function of particle energy against an external timing reference as well as standalone by comparing the two different halves of the prototype. The timing resolution is found to be 60 ps for single-channel measurements and better than 20 ps for full showers at the highest energies, setting excellent perspectives for the HGCAL calorimeter performance at the HL-LHC.

Keyword(s): CMS ; calorimeter ; performance ; positron: beam ; calibration ; time resolution ; measurement methods