通过正电子在 CERN PS 处的多散射测量 ATLAS ITk 像素探测器材料

ITk 是为 ATLAS 实验设计的一种新型硅制导器，旨在提高探测器分辨率、读出容量和辐射硬度，以应对高亢度 LHC 同时产生的更多质子-质子相互作用。本文介绍了首次直接测量 ATLAS ITk 像素模块材料预算的方法，该方法在 CERN 质子同步加速器的测试束中通过低能正电子的多散射实现。使用来自 MALTA 合作组的薄型单晶像素探测器构建四平面望远镜，通过 1.2 GeV 束流能量记录散射数据集。提取包含 ITk 像素模块信息与不包含该信息的轨迹的凹角角分布，并拟合以提取 RMS 散射角，从而换算为剩余材料比例 $x/X_0$。该模块的平均 $x/X_0$ 测量值为 $[0.89 \pm 0.01 \text{ (resolution)} \pm 0.01 \text{ (subtraction)} \pm 0.08 \text{ (beam momentum band)}]\%$，在不确定性范围内与基于材料组成预期估计的 $0.88\%$ 一致。