Illustration av isolerade mätningar (vänster) i ATLAS pixeldetektor och sammanslagna mätningar (höger) på grund av mycket kollimerade spår. Sammanslagna mätningar är vanligare i högre energiska jetflygplan och är svårare att skilja. ATLAS -händelseåteruppbyggnadsprogrammet har optimerats för körning 2 och kan nu bättre lösa sammanslagna mätningar. Olika färger representerar energiavlagringar från olika laddade partiklar som passerar sensorn och partiklarnas banor visas som pilar. Upphovsman:ATLAS Collaboration/CERN
En ny tid för utforskning grynade i början av Run 2 av Large Hadron Collider, när protoner började kollidera vid den aldrig tidigare skådade massmassanergin på 13 TeV. ATLAS -experimentet observerar nu ofta högkollimerade partikelförband (kända som jets) med energier upp till flera TeV, samt tau-leptoner och b-hadroner som passerar genom de innersta detektorlagren innan de förfaller. Dessa energiska kollisioner är främsta jaktmarker för tecken på ny fysik, inklusive massiv, hypotetiska nya partiklar som skulle förfalla till mycket lättare - och därför starkt boostade - bosoner.
I dessa mycket energiska jetplan, den genomsnittliga separationen av laddade partiklar är jämförbar med storleken på enskilda inre detektorelement. Detta skapar lätt förvirring inom algoritmerna som är ansvariga för att rekonstruera laddade partikelbanor (spår). Därför, utan noggrann övervägande, detta kan begränsa spårrekonstruktionseffektiviteten i dessa täta miljöer. Detta skulle resultera i dålig identifiering av långlivade b-hadroner och hadroniska tauförfall, och svårigheter att kalibrera strålarnas energi och massa.
I likhet med att öka förstoringen av ett mikroskop, som förberedelse för körning 2, ATLAS-händelseåteruppbyggnadsprogrammet optimerades för att bättre lösa dessa partiklar i närheten. Som ett resultat, vid vinkelseparationer mellan en stråle och en laddad partikel under 0,02, rekonstruktionseffektiviteten för ett laddat partikelspår är fortfarande omkring 80% för jetplan med en tvärgående momentum på 1400 till 1600 GeV i simulerade di-jet-händelser. Detta har maximerat potentialen för upptäckt, möjliggör mer detaljerade mätningar av den nyöppnade kinematiska regimen.
Nyligen publicerade resultat ger en allmän översikt över den nya spårrekonstruktionsalgoritmen, framhäver ATLAS -detektorns utmärkta prestanda vid rekonstruktion av laddade partiklar i täta miljöer. Resultaten presenterar också, för första gången, en ny metod för att bestämma in situ (dvs från data) effektiviteten i att rekonstruera spår i en sådan miljö. Studien använder joniseringsenergiförlust (dE/dx), mätt med ATLAS pixeldetektor, för att härleda sannolikheten för att misslyckas med att rekonstruera ett spår. De erhållna resultaten bekräftar den utmärkta prestanda som förväntas från studier på simulerade data.
