Progress on the development of the Compact Muon Solenoid barrel minimum ionizing particle timing detector
Abstract
高亮度大型强子对撞机（High-Luminosity Large Hadron Collider, HL-LHC）计划于2030年启动，并预计在十年运行周期内累计提供3000 fb-1的积分亮度，为标准模型的精确测量与新物理过程的探索带来前所未有的机遇。然而，高亮度对撞机带来了极为苛刻的对撞环境，包括大幅提升的辐射剂量及每次束团交叉中高达约200次的事例堆积pileup效应。为有效抑制pileup对事例重建和物理分析的影响，CMS（Compact Muon Solenoid）实验将在Phase-II升级中安装新的最小电离粒子（Minimum Ionizing Particle , MIP）时间探测器（MIP Timing Detector , MTD），将提供30~60 ps时间分辨率的MIP高精度飞行时间信息，首次引入时间维度上的pileup区分能力，实现四维对撞顶点与粒子流重建。MTD的核心组件之一——桶部时间探测器（Barrel Timing Layer，BTL）由165888根LYSO:Ce闪烁晶体组成，并配备双端SiPM读出，以确保在高占用环境下仍能取得稳定的时间分辨率。经过系统的原型机优化、束流性能验证和辐照测试后，BTL设计方案已最终确定并进入全面建造阶段。本文概述了BTL的关键设计要点、性能验证与辐照测试结果，并总结了建造流程、质量控制系统以及大规模建造的最新进展。
Fields of Study & Subjects
Particle Detector Development and Performance
Radiation Detection and Scintillator Technologies
Particle physics theoretical and experimental studies
Publication details
- Journal / source
- Chinese Science Bulletin (Chinese Version)
- Volume
- 71
- Issue
- 13
- Pages
- 2862–2873
- Publication date
- 9 March 2026
- Language
- EN