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Expected tracking performance of the ATLAS Inner Tracker at the High-Luminosity LHC

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2025

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Report No.: CERN-EP-2024-342; arXiv:2412.15090

Abstract: The high-luminosity phase of LHC operations (HL-LHC), willfeature a large increase in simultaneous proton-proton interactionsper bunch crossing up to 200, compared with a typical levelingtarget of 64 in Run 3. Such an increase will create a verychallenging environment in which to perform charged particletrajectory reconstruction, a task crucial for the success of theATLAS physics program, and will exceed the capabilities of thecurrent ATLAS Inner Detector (ID). A new all-silicon Inner Tracker(ITk) will replace the current ID in time for the start of theHL-LHC. To ensure successful use of the ITk capabilities in Run 4and beyond, the ATLAS tracking software has been successfullyadapted to achieve state-of-the-art track reconstruction inchallenging high-luminosity conditions with the ITk detector. Thispaper presents the expected tracking performance of the ATLAS ITkbased on the latest available developments since the ITk technicaldesign reports.

Keyword(s): Gaseous imaging and tracking detectors ; Particle tracking detectors (Solid-state detectors) ; Pattern recognition, cluster finding, calibration and fitting methods ; Vertexing algorithms

Classification:

Note: All figures including auxiliary figures are available at https://atlas.web.cern.ch/Atlas/GROUPS/PHYSICS/PAPERS/IDTR-2023-01/

Contributing Institute(s):
  1. LHC/ATLAS Experiment (ATLAS)
Research Program(s):
  1. 611 - Fundamental Particles and Forces (POF4-611) (POF4-611)
  2. REALDARK - REAL-time discovery strategies for DARK matter and dark sector signals at the ATLAS detector with Run-3 LHC data (101002463) (101002463)
  3. DITTO - Comprehensive search for new phenomena in the dilepton spectrum at the LHC (101089007) (101089007)
  4. DFG project G:(GEPRIS)469666862 - Präzisionstests des Standardmodells unter der Verwendung von geboosteten W/Z-Bosonen am Large Hadron Collider (469666862) (469666862)
Experiment(s):
  1. LHC: ATLAS

Appears in the scientific report 2025
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Expected tracking performance of the ATLAS Inner Tracker at the High-Luminosity LHC
Journal of Instrumentation 20(02), P02018 () [10.1088/1748-0221/20/02/P02018]  GO OpenAccess  Download fulltext Files  Download fulltextFulltext by arXiv.org BibTeX | EndNote: XML, Text | RIS


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