Abstract
We study the light output, light collection efficiency and signal timing of a variety of organic scintillators that are being considered for the upgrade of the hadronic calorimeter of the CMS detector. The experimental data are collected at the H2 test-beam area at CERN, using a 150 GeV muon beam. In particular, we investigate the usage of over-doped and green-emitting plastic scintillators, two solutions that have not been extensively considered. We present a study of the energy distribution in plastic-scintillator tiles, the hit efficiency as a function of the hit position, and a study of the signal timing for blue and green scintillators.
| Original language | English |
|---|---|
| Article number | P01002 |
| Journal | Journal of Instrumentation |
| Volume | 13 |
| Issue number | 1 |
| DOIs | |
| Publication status | Published - 2018 Jan |
| Externally published | Yes |
Keywords
- Calorimeters
- Radiation-hard detectors
- Scintillators and scintillating fibres and light guides
ASJC Scopus subject areas
- Mathematical Physics
- Instrumentation
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Brightness and uniformity measurements of plastic scintillator tiles at the CERN H2 test beam. / Chatrchyan, S.; Sirunyan, A. M.; Tumasyan, A.; Litomin, A.; Mossolov, V.; Shumeiko, N.; Klundert, M. Van De; Haevermaet, H. Van; Mechelen, P. Van; Spilbeeck, A. Van; Alves, G. A.; Junior, W. L.Aldá; Hensel, C.; Carvalho, W.; Chinellato, J.; Martins, C. De Oliveira; Figueiredo, D. Matos; Herrera, C. Mora; Nogima, H.; Silva, W. L.Prado Da; Manganote, E. J.Tonelli; Pereira, A. Vilela; Finger, M.; Finger, M.; Kveton, A.; Tomsa, J.; Adamov, G.; Tsamalaidze, Z.; Behrens, U.; Borras, K.; Campbell, A.; Costanza, F.; Gunnellini, P.; Lobanov, A.; Melzer-Pellmann, I. A.; Muhl, C.; Roland, B.; Sahin, M.; Saxena, P.; Hegde, V.; Kothekar, K.; Pandey, S.; Sharma, S.; Beri, S. B.; Bhawandeep, B.; Chawla, R.; Kalsi, A.; Kaur, A.; Kaur, M.; Walia, G.; Bhattacharya, S.; Ghosh, S.; Nandan, S.; Purohit, A.; Sharan, M.; Banerjee, S.; Bhattacharya, S.; Chatterjee, S.; Das, P.; Guchait, M.; Jain, S.; Kumar, S.; Maity, M.; Majumder, G.; Mazumdar, K.; Patil, M.; Sarkar, T.; Juodagalvis, A.; Afanasiev, S.; Bunin, P.; Ershov, Y.; Golutvin, I.; Malakhov, A.; Moisenz, P.; Smirnov, V.; Zarubin, A.; Chadeeva, M.; Chistov, R.; Danilov, M.; Popova, E.; Rusinov, V.; Andreev, Yu; Dermenev, A.; Karneyeu, A.; Krasnikov, N.; Tlisov, D.; Toropin, A.; Epshteyn, V.; Gavrilov, V.; Lychkovskaya, N.; Popov, V.; Pozdnyakov, I.; Safronov, G.; Toms, M.; Zhokin, A.; Baskakov, A.; Belyaev, A.; Boos, E.; Dubinin, M.; Dudko, L.; Ershov, A.; Gribushin, A.; Kaminskiy, A.; Klyukhin, V.; Kodolova, O.; Lokhtin, I.; Miagkov, I.; Obraztsov, S.; Petrushanko, S.; Savrin, V.; Snigirev, A.; Andreev, V.; Azarkin, M.; Dremin, I.; Kirakosyan, M.; Leonidov, A.; Terkulov, A.; Bitioukov, S.; Elumakhov, D.; Kalinin, A.; Krychkine, V.; Mandrik, P.; Petrov, V.; Ryutin, R.; Sobol, A.; Troshin, S.; Volkov, A.; Sekmen, S.; Medvedeva, T.; Rumerio, P.; Adiguzel, A.; Bakirci, N.; Boran, F.; Cerci, S.; Damarseckin, S.; Demiroglu, Z. S.; Dölek, F.; Dozen, C.; Dumanoglu, I.; Eskut, E.; Girgis, S.; Gokbulut, G.; Guler, Y.; Hos, I.; Kangal, E. E.; Kara, O.; Topaksu, A. Kayis; Işik, C.; Kiminsu, U.; Oglakci, M.; Onengut, G.; Ozdemir, K.; Ozturk, S.; Polatoz, A.; Cerci, D. Sunar; Tali, B.; Tok, U. G.; Topakli, H.; Turkcapar, S.; Zorbakir, I. S.; Zorbilmez, C.; Bilin, B.; Isildak, B.; Karapinar, G.; Guler, A. Murat; Ocalan, K.; Yalvac, M.; Zeyrek, M.; Atakisi, I. O.; Gülmez, E.; Kaya, M.; Kaya, O.; Koseyan, O. K.; Ozcelik, O.; Ozkorucuklu, S.; Tekten, S.; Yetkin, E. A.; Yetkin, T.; Cankocak, K.; Sen, S.; Boyarintsev, A.; Grynyov, B.; Levchuk, L.; Popov, V.; Sorokin, P.; Flacher, H.; Borzou, A.; Call, K.; Dittmann, J.; Hatakeyama, K.; Liu, H.; Pastika, N.; Buccilli, A.; Cooper, S. I.; Henderson, C.; West, C.; Arcaro, D.; Gastler, D.; Hazen, E.; Rohlf, J.; Sulak, L.; Wu, S.; Zou, D.; Hakala, J.; Heintz, U.; Kwok, K. H.M.; Laird, E.; Landsberg, G.; Mao, Z.; Yu, D. R.; Gary, J. W.; Shirazi, S. M.Ghiasi; Lacroix, F.; Long, O. R.; Wei, H.; Bhandari, R.; Heller, R.; Stuart, D.; Yoo, J. H.; Chen, Y.; Duarte, J.; Lawhorn, J. M.; Nguyen, T.; Spiropulu, M.; Winn, D.; Abdullin, S.; Apresyan, A.; Apyan, A.; Banerjee, S.; Chlebana, F.; Freeman, J.; Green, D.; Hare, D.; Hirschauer, J.; Joshi, U.; Lincoln, D.; Los, S.; Pedro, K.; Spalding, W. J.; Strobbe, N.; Tkaczyk, S.; Whitbeck, A.; Linn, S.; Markowitz, P.; Martinez, G.; Bertoldi, M.; Hagopian, S.; Hagopian, V.; Kolberg, T.; Baarmand, M. M.; Noonan, D.; Roy, T.; Yumiceva, F.; Bilki, B.; Clarida, W.; Debbins, P.; Dilsiz, K.; Durgut, S.; Gandrajula, R. P.; Haytmyradov, M.; Khristenko, V.; Merlo, J. P.; Mermerkaya, H.; Mestvirishvili, A.; Miller, M.; Moeller, A.; Nachtman, J.; Ogul, H.; Onel, Y.; Ozok, F.; Penzo, A.; Schmidt, I.; Snyder, C.; Southwick, D.; Tiras, E.; Yi, K.; Al-Bataineh, A.; Bowen, J.; Castle, J.; McBrayer, W.; Murray, M.; Wang, Q.; Kaadze, K.; Maravin, Y.; Mohammadi, A.; Saini, L. K.; Baden, A.; Belloni, A.; Calderon, J. D.; Eno, S. C.; Feng, Y. B.; Ferraioli, C.; Grassi, T.; Hadley, N. J.; Jeng, G. Y.; Kellogg, R. G.; Kunkle, J.; Mignerey, A.; Ricci-Tam, F.; Shin, Y. H.; Skuja, A.; Yang, Z. S.; Yao, Y.; Brandt, S.; D'Alfonso, M.; Hu, M.; Klute, M.; Niu, X.; Chatterjee, R. M.; Evans, A.; Frahm, E.; Kubota, Y.; Lesko, Z.; Mans, J.; Ruckstuhl, N.; Heering, A.; Karmgard, D. J.; Musienko, Y.; Ruchti, R.; Wayne, M.; Benaglia, A. D.; Mei, K.; Tully, C.; Bodek, A.; De Barbaro, P.; Galanti, M.; Garcia-Bellido, A.; Khukhunaishvili, A.; Lo, K. H.; Vishnevskiy, D.; Zielinski, M.; Agapitos, A.; Amouzegar, M.; Chou, J. P.; Hughes, E.; Saka, H.; Sheffield, D.; Akchurin, N.; Damgov, J.; Guio, F. De; Dudero, P. R.; Faulkner, J.; Gurpinar, E.; Kunori, S.; Lamichhane, K.; Lee, S. W.; Libeiro, T.; Mengke, T.; Muthumuni, S.; Undleeb, S.; Volobouev, I.; Wang, Z.; Goadhouse, S.; Hirosky, R.; Wang, Y.
In: Journal of Instrumentation, Vol. 13, No. 1, P01002, 01.2018.Research output: Contribution to journal › Article › peer-review
}
TY - JOUR
T1 - Brightness and uniformity measurements of plastic scintillator tiles at the CERN H2 test beam
AU - Chatrchyan, S.
AU - Sirunyan, A. M.
AU - Tumasyan, A.
AU - Litomin, A.
AU - Mossolov, V.
AU - Shumeiko, N.
AU - Klundert, M. Van De
AU - Haevermaet, H. Van
AU - Mechelen, P. Van
AU - Spilbeeck, A. Van
AU - Alves, G. A.
AU - Junior, W. L.Aldá
AU - Hensel, C.
AU - Carvalho, W.
AU - Chinellato, J.
AU - Martins, C. De Oliveira
AU - Figueiredo, D. Matos
AU - Herrera, C. Mora
AU - Nogima, H.
AU - Silva, W. L.Prado Da
AU - Manganote, E. J.Tonelli
AU - Pereira, A. Vilela
AU - Finger, M.
AU - Finger, M.
AU - Kveton, A.
AU - Tomsa, J.
AU - Adamov, G.
AU - Tsamalaidze, Z.
AU - Behrens, U.
AU - Borras, K.
AU - Campbell, A.
AU - Costanza, F.
AU - Gunnellini, P.
AU - Lobanov, A.
AU - Melzer-Pellmann, I. A.
AU - Muhl, C.
AU - Roland, B.
AU - Sahin, M.
AU - Saxena, P.
AU - Hegde, V.
AU - Kothekar, K.
AU - Pandey, S.
AU - Sharma, S.
AU - Beri, S. B.
AU - Bhawandeep, B.
AU - Chawla, R.
AU - Kalsi, A.
AU - Kaur, A.
AU - Kaur, M.
AU - Walia, G.
AU - Bhattacharya, S.
AU - Ghosh, S.
AU - Nandan, S.
AU - Purohit, A.
AU - Sharan, M.
AU - Banerjee, S.
AU - Bhattacharya, S.
AU - Chatterjee, S.
AU - Das, P.
AU - Guchait, M.
AU - Jain, S.
AU - Kumar, S.
AU - Maity, M.
AU - Majumder, G.
AU - Mazumdar, K.
AU - Patil, M.
AU - Sarkar, T.
AU - Juodagalvis, A.
AU - Afanasiev, S.
AU - Bunin, P.
AU - Ershov, Y.
AU - Golutvin, I.
AU - Malakhov, A.
AU - Moisenz, P.
AU - Smirnov, V.
AU - Zarubin, A.
AU - Chadeeva, M.
AU - Chistov, R.
AU - Danilov, M.
AU - Popova, E.
AU - Rusinov, V.
AU - Andreev, Yu
AU - Dermenev, A.
AU - Karneyeu, A.
AU - Krasnikov, N.
AU - Tlisov, D.
AU - Toropin, A.
AU - Epshteyn, V.
AU - Gavrilov, V.
AU - Lychkovskaya, N.
AU - Popov, V.
AU - Pozdnyakov, I.
AU - Safronov, G.
AU - Toms, M.
AU - Zhokin, A.
AU - Baskakov, A.
AU - Belyaev, A.
AU - Boos, E.
AU - Dubinin, M.
AU - Dudko, L.
AU - Ershov, A.
AU - Gribushin, A.
AU - Kaminskiy, A.
AU - Klyukhin, V.
AU - Kodolova, O.
AU - Lokhtin, I.
AU - Miagkov, I.
AU - Obraztsov, S.
AU - Petrushanko, S.
AU - Savrin, V.
AU - Snigirev, A.
AU - Andreev, V.
AU - Azarkin, M.
AU - Dremin, I.
AU - Kirakosyan, M.
AU - Leonidov, A.
AU - Terkulov, A.
AU - Bitioukov, S.
AU - Elumakhov, D.
AU - Kalinin, A.
AU - Krychkine, V.
AU - Mandrik, P.
AU - Petrov, V.
AU - Ryutin, R.
AU - Sobol, A.
AU - Troshin, S.
AU - Volkov, A.
AU - Sekmen, S.
AU - Medvedeva, T.
AU - Rumerio, P.
AU - Adiguzel, A.
AU - Bakirci, N.
AU - Boran, F.
AU - Cerci, S.
AU - Damarseckin, S.
AU - Demiroglu, Z. S.
AU - Dölek, F.
AU - Dozen, C.
AU - Dumanoglu, I.
AU - Eskut, E.
AU - Girgis, S.
AU - Gokbulut, G.
AU - Guler, Y.
AU - Hos, I.
AU - Kangal, E. E.
AU - Kara, O.
AU - Topaksu, A. Kayis
AU - Işik, C.
AU - Kiminsu, U.
AU - Oglakci, M.
AU - Onengut, G.
AU - Ozdemir, K.
AU - Ozturk, S.
AU - Polatoz, A.
AU - Cerci, D. Sunar
AU - Tali, B.
AU - Tok, U. G.
AU - Topakli, H.
AU - Turkcapar, S.
AU - Zorbakir, I. S.
AU - Zorbilmez, C.
AU - Bilin, B.
AU - Isildak, B.
AU - Karapinar, G.
AU - Guler, A. Murat
AU - Ocalan, K.
AU - Yalvac, M.
AU - Zeyrek, M.
AU - Atakisi, I. O.
AU - Gülmez, E.
AU - Kaya, M.
AU - Kaya, O.
AU - Koseyan, O. K.
AU - Ozcelik, O.
AU - Ozkorucuklu, S.
AU - Tekten, S.
AU - Yetkin, E. A.
AU - Yetkin, T.
AU - Cankocak, K.
AU - Sen, S.
AU - Boyarintsev, A.
AU - Grynyov, B.
AU - Levchuk, L.
AU - Popov, V.
AU - Sorokin, P.
AU - Flacher, H.
AU - Borzou, A.
AU - Call, K.
AU - Dittmann, J.
AU - Hatakeyama, K.
AU - Liu, H.
AU - Pastika, N.
AU - Buccilli, A.
AU - Cooper, S. I.
AU - Henderson, C.
AU - West, C.
AU - Arcaro, D.
AU - Gastler, D.
AU - Hazen, E.
AU - Rohlf, J.
AU - Sulak, L.
AU - Wu, S.
AU - Zou, D.
AU - Hakala, J.
AU - Heintz, U.
AU - Kwok, K. H.M.
AU - Laird, E.
AU - Landsberg, G.
AU - Mao, Z.
AU - Yu, D. R.
AU - Gary, J. W.
AU - Shirazi, S. M.Ghiasi
AU - Lacroix, F.
AU - Long, O. R.
AU - Wei, H.
AU - Bhandari, R.
AU - Heller, R.
AU - Stuart, D.
AU - Yoo, J. H.
AU - Chen, Y.
AU - Duarte, J.
AU - Lawhorn, J. M.
AU - Nguyen, T.
AU - Spiropulu, M.
AU - Winn, D.
AU - Abdullin, S.
AU - Apresyan, A.
AU - Apyan, A.
AU - Banerjee, S.
AU - Chlebana, F.
AU - Freeman, J.
AU - Green, D.
AU - Hare, D.
AU - Hirschauer, J.
AU - Joshi, U.
AU - Lincoln, D.
AU - Los, S.
AU - Pedro, K.
AU - Spalding, W. J.
AU - Strobbe, N.
AU - Tkaczyk, S.
AU - Whitbeck, A.
AU - Linn, S.
AU - Markowitz, P.
AU - Martinez, G.
AU - Bertoldi, M.
AU - Hagopian, S.
AU - Hagopian, V.
AU - Kolberg, T.
AU - Baarmand, M. M.
AU - Noonan, D.
AU - Roy, T.
AU - Yumiceva, F.
AU - Bilki, B.
AU - Clarida, W.
AU - Debbins, P.
AU - Dilsiz, K.
AU - Durgut, S.
AU - Gandrajula, R. P.
AU - Haytmyradov, M.
AU - Khristenko, V.
AU - Merlo, J. P.
AU - Mermerkaya, H.
AU - Mestvirishvili, A.
AU - Miller, M.
AU - Moeller, A.
AU - Nachtman, J.
AU - Ogul, H.
AU - Onel, Y.
AU - Ozok, F.
AU - Penzo, A.
AU - Schmidt, I.
AU - Snyder, C.
AU - Southwick, D.
AU - Tiras, E.
AU - Yi, K.
AU - Al-Bataineh, A.
AU - Bowen, J.
AU - Castle, J.
AU - McBrayer, W.
AU - Murray, M.
AU - Wang, Q.
AU - Kaadze, K.
AU - Maravin, Y.
AU - Mohammadi, A.
AU - Saini, L. K.
AU - Baden, A.
AU - Belloni, A.
AU - Calderon, J. D.
AU - Eno, S. C.
AU - Feng, Y. B.
AU - Ferraioli, C.
AU - Grassi, T.
AU - Hadley, N. J.
AU - Jeng, G. Y.
AU - Kellogg, R. G.
AU - Kunkle, J.
AU - Mignerey, A.
AU - Ricci-Tam, F.
AU - Shin, Y. H.
AU - Skuja, A.
AU - Yang, Z. S.
AU - Yao, Y.
AU - Brandt, S.
AU - D'Alfonso, M.
AU - Hu, M.
AU - Klute, M.
AU - Niu, X.
AU - Chatterjee, R. M.
AU - Evans, A.
AU - Frahm, E.
AU - Kubota, Y.
AU - Lesko, Z.
AU - Mans, J.
AU - Ruckstuhl, N.
AU - Heering, A.
AU - Karmgard, D. J.
AU - Musienko, Y.
AU - Ruchti, R.
AU - Wayne, M.
AU - Benaglia, A. D.
AU - Mei, K.
AU - Tully, C.
AU - Bodek, A.
AU - De Barbaro, P.
AU - Galanti, M.
AU - Garcia-Bellido, A.
AU - Khukhunaishvili, A.
AU - Lo, K. H.
AU - Vishnevskiy, D.
AU - Zielinski, M.
AU - Agapitos, A.
AU - Amouzegar, M.
AU - Chou, J. P.
AU - Hughes, E.
AU - Saka, H.
AU - Sheffield, D.
AU - Akchurin, N.
AU - Damgov, J.
AU - Guio, F. De
AU - Dudero, P. R.
AU - Faulkner, J.
AU - Gurpinar, E.
AU - Kunori, S.
AU - Lamichhane, K.
AU - Lee, S. W.
AU - Libeiro, T.
AU - Mengke, T.
AU - Muthumuni, S.
AU - Undleeb, S.
AU - Volobouev, I.
AU - Wang, Z.
AU - Goadhouse, S.
AU - Hirosky, R.
AU - Wang, Y.
N1 - Funding Information: The authors would like to thank CERN for the operations of the SPS accelerator; Dragoslav Lazic for supporting operations in the H2 test-beam area; Janina Gielata (FNAL) for the preparation of optical connections. This work was supported in part by U.S. Department of Energy Grants. Publisher Copyright: © 2018 CERN for the benefit of the CMS collaboration.
PY - 2018/1
Y1 - 2018/1
N2 - We study the light output, light collection efficiency and signal timing of a variety of organic scintillators that are being considered for the upgrade of the hadronic calorimeter of the CMS detector. The experimental data are collected at the H2 test-beam area at CERN, using a 150 GeV muon beam. In particular, we investigate the usage of over-doped and green-emitting plastic scintillators, two solutions that have not been extensively considered. We present a study of the energy distribution in plastic-scintillator tiles, the hit efficiency as a function of the hit position, and a study of the signal timing for blue and green scintillators.
AB - We study the light output, light collection efficiency and signal timing of a variety of organic scintillators that are being considered for the upgrade of the hadronic calorimeter of the CMS detector. The experimental data are collected at the H2 test-beam area at CERN, using a 150 GeV muon beam. In particular, we investigate the usage of over-doped and green-emitting plastic scintillators, two solutions that have not been extensively considered. We present a study of the energy distribution in plastic-scintillator tiles, the hit efficiency as a function of the hit position, and a study of the signal timing for blue and green scintillators.
KW - Calorimeters
KW - Radiation-hard detectors
KW - Scintillators and scintillating fibres and light guides
UR - http://www.scopus.com/inward/record.url?scp=85041380709&partnerID=8YFLogxK
U2 - 10.1088/1748-0221/13/01/P01002
DO - 10.1088/1748-0221/13/01/P01002
M3 - Article
AN - SCOPUS:85041380709
VL - 13
JO - Journal of Instrumentation
JF - Journal of Instrumentation
SN - 1748-0221
IS - 1
M1 - P01002
ER -