Journal Article PUBDB-2024-05162

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The ATLAS experiment at the CERN Large Hadron Collider: a description of the detector configuration for Run 3

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2024
Inst. of Physics London

Journal of Instrumentation 19(05), P05063 () [10.1088/1748-0221/19/05/P05063]
 GO

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Report No.: CERN-EP-2022-259; arXiv:2305.16623

Abstract: The ATLAS detector is installed in its experimental cavernat Point 1 of the CERN Large Hadron Collider. During Run 2 of theLHC, a luminosity of ℒ = 2 × 10$^{34}$ cm$^{-2}$ s$^{-1}$ wasroutinely achieved at the start of fills, twice the designluminosity. For Run 3, accelerator improvements, notably luminositylevelling, allow sustained running at an instantaneous luminosity of ℒ = 2 × 10$^{34}$ cm$^{-2}$ s$^{-1}$,with an average of up to 60 interactions per bunch crossing. TheATLAS detector has been upgraded to recover Run 1 single-leptontrigger thresholds while operating comfortably under Run 3 sustainedpileup conditions. A fourth pixel layer 3.3 cm from the beam axiswas added before Run 2 to improve vertex reconstruction andb-tagging performance. New Liquid Argon Calorimeter digitaltrigger electronics, with corresponding upgrades to the Trigger andData Acquisition system, take advantage of a factor of 10 finergranularity to improve triggering on electrons, photons, taus, andhadronic signatures through increased pileup rejection. The innermuon endcap wheels were replaced by New Small Wheels with Micromegasand small-strip Thin Gap Chamber detectors, providing both precisiontracking and Level-1 Muon trigger functionality. Trigger coverage ofthe inner barrel muon layer near one endcap region was augmentedwith modules integrating new thin-gap resistive plate chambers andsmaller-diameter drift-tube chambers. Tile Calorimeter scintillationcounters were added to improve electron energy resolution andbackground rejection. Upgrades to Minimum Bias Trigger Scintillatorsand Forward Detectors improve luminosity monitoring and enable totalproton-proton cross section, diffractive physics, and heavy ionmeasurements. These upgrades are all compatible with operation inthe much harsher environment anticipated after the High-Luminosityupgrade of the LHC and are the first steps towards preparing ATLASfor the High-Luminosity upgrade of the LHC. This paper describesthe Run 3 configuration of the ATLAS detector.

Keyword(s): activity report ; upgrade ; scintillation counter ; trigger ; energy resolution ; calorimeter: liquid argon ; electronics: readout ; vertex detector ; ATLAS ; pile-up ; data acquisition ; Micromegas ; background ; performance ; semiconductor detector: pixel ; detector: design ; Calorimeter methods ; Large detector systems for particle and astroparticle physics ; Muon spectrometers ; Particle tracking detectors

Classification:

Note: 233 pages in total, author list starting page 214, 116 figures, 15 tables, published in JINST. All figures including auxiliary figures are available at http://atlas.web.cern.ch/Atlas/GROUPS/PHYSICS/PAPERS/GENR-2019-02/

Contributing Institute(s):
  1. LHC/ATLAS Experiment (ATLAS)
  2. Detector RD at DESY Test beam (FHTestBeam)
Research Program(s):
  1. 611 - Fundamental Particles and Forces (POF4-611) (POF4-611)
Experiment(s):
  1. LHC: ATLAS

Appears in the scientific report 2024
Database coverage:
Medline ; Creative Commons Attribution CC BY 4.0 ; OpenAccess ; Clarivate Analytics Master Journal List ; Current Contents - Physical, Chemical and Earth Sciences ; Essential Science Indicators ; IF < 5 ; JCR ; National-Konsortium ; SCOPUS ; Science Citation Index Expanded ; Web of Science Core Collection
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