ATHENA detector proposal — a totally hermetic electron nucleus apparatus proposed for IP6 at the Electron-Ion Collider. (1st October 2022)

• Record Type: Journal Article
• Authors: Adam, J.; Adamczyk, L.; Agrawal, N.; Aidala, C.; Akers, W.; Alekseev, M.; Allen, M.M.; Ameli, F.; Angerami, A.; Antonioli, P.; Apadula, N.J.; Aprahamian, A.; Armstrong, W.; Arratia, M.; Arrington, J.R.; Asaturyan, A.; Aschenauer, E.C.; Augsten, K.; Aune, S.; Bailey, K.; Baldanza, C.; Bansal, M.; Barbosa, F.; Barion, L.; Barish, K.; Battaglieri, M.; Bazilevsky, A.; Behera, N.K.; Berdnikov, V.; Bernauer, J.; Berriaud, C.; Bhasin, A.; Bhattacharya, D.S.; Bielcik, J.; Bielcikova, J.; Bissolotti, C.; Boeglin, W.; Bondì, M.; Borri, M.; Bossù, F.; Bouyjou, F.; Brandenburg, J.D.; Bressan, A.; Brooks, M.; Bültmann, S.L.; Byer, D.; Caines, H.; Calderon de la Barca Sanchez, M.; Calvelli, V.; Camsonne, A.; Cappelli, L.; Capua, M.; Castro, M.; Cavazza, D.; Cebra, D.; Celentano, A.; Chakaberia, I.; Chan, B.; Chang, W.; Chartier, M.; Chatterjee, C.; Chen, D.; Chen, J.; Chen, K.; Chen, Z.; Chetri, H.; Chiarusi, T.; Chiosso, M.; Chu, X.; Chwastowski, J.J.; Cicala, G.; Cisbani, E.; Cline, E.; Cloët, I.; Colella, D.; Contalbrigo, M.; Contin, G.; Corliss, R.; Corrales-Morales, Y.; Crafts, J.; Crawford, C.; Cruz-Torres, R.; D'Ago, D.; D'Angelo, A.; D'Hose, N.; Dainton, J.; Dalla Torre, S.; Dasgupta, S.S.; Dash, S.; Dashyan, N.; Datta, J.; Daugherity, M.; De Vita, R.; Deconinck, W.; Defurne, M.; Dehmelt, K.; Del Dotto, A.; Delcarro, F.; Dellacasa, G.; Demiroglu, Z.S.; Deptuch, G.W.; Desai, V.; Deshpande, A.; Devereaux, K.; Dhillon, R.; Di Salvo, R.; Dilks, C.; Dixit, D.; Dobbs, S.; Dong, X.; Drachenberg, J.; Drees, A.; Dupré, R.; Durham, M.; Dzhygadlo, R.; El Fassi, L.; Elia, D.; Epple, E.; Esha, R.; Evdokimov, O.; Eyser, O.; Falchieri, D.; Fan, W.; Fantini, A.; Fatemi, R.; Fazio, S.; Fegan, S.; Filippi, A.; Fox, H.; Francisco, A.; Freeze, A.; Furletov, S.; Furletova, Y.; Gal, C.; Gardner, S.; Garg, P.; Gaskell, D.; Gates, K.; Gericke, M.T.W.; Geurts, F.; Ghosh, C.; Giacalone, M.; Giacomini, F.; Gilchrist, S.; Glazier, D.; Gnanvo, K.; Gonella, L.; Greiner, L.C.; Guerrini, N.; Guo, L.; Gupta, A.; Gupta, R.; Guryn, W.; He, X.; Hemmick, T.; Heppelmann, S.; Higinbotham, D.; Hoballah, M.; Hoghmrtsyan, A.; Hohlmann, M.; Horn, T.; Hornidge, D.; Huang, H.Z.; Hyde, C.E.; Iapozzuto, P.; Idzik, M.; Jacak, B.V.; Jadhav, M.; Jain, S.; Jena, C.; Jentsch, A.; Ji, Y.; Ji, Z.; Jia, J.; Jones, P.G.; Jones, R.W.I.; Joosten, S.; Joshi, S.; Kabir, L.; Kalicy, G.; Karyan, G.; Kashyap, V.K.S.; Kawall, D.; Ke, H.; Kelsey, M.; Kim, J.; Kiryluk, J.; Kiselev, A.; Klein, S.R.; Klest, H.; Kochar, V.; Korsch, W.; Kosarzewski, L.; Kotzinian, A.; Krizek, F.; Kumar, A.; Kumar, K.S.; Kumar, L.; Kumar, R.; Kumar, S.; Kunnath, A.; Kushawaha, N.; Lacey, R.; Lai, Y.S.; Lalwani, K.; Landgraf, J.; Lanza, L.; Lattuada, D.; Lavinsky, M.; Lee, J.H.; Lee, S.H.; Lemmon, R.; Lestone, A.; Lewis, N.; Li, H.; Li, S.; Li, W.; Li, W.; Li, X.; Li, X.; Liang, X.; Ligonzo, T.; Lin, T.; Liu, J.; Liu, K.; Liu, M.; Livingston, K.; Liyanage, N.; Ljubicic, T.; Long, O.; Lukow, N.; Ma, Y.; Mammei, J.; Mammoliti, F.; Mamo, K.; Mandjavidze, I.; Maple, S.; Marchand, D.; Margotti, A.; Markert, C.; Markowitz, P.; Marshall, T.; Martin, A.; Marukyan, H.; Mastroserio, A.; Mathew, S.; Mayilyan, S.; Mayri, C.; McEneaney, M.; Mei, Y.; Meng, L.; Méot, F.; Metcalfe, J.; Meziani, Z.-E.; Mihir, P.; Milton, R.; Mirabella, A.; Mirazita, M.; Mkrtchyan, A.; Mkrtchyan, H.; Mohanty, B.; Mondal, M.; Morreale, A.; Movsisyan, A.; Muenstermann, D.; Mukherjee, A.; Munoz Camacho, C.; Murray, M.J.; Mustafa, H.; Myška, M.; Nachman, B.P.; Nagai, K.; Naik, R.; Naim, J.P.; Nam, J.; Nandi, B.; Nappi, E.; Nasim, Md.; Neff, D.; Neiret, D.; Newman, P.R.; Nguyen, M.; Niccolai, S.; Nie, M.; Noferini, F.; Norman, J.; Noto, F.; Nunes, A.S.; O'Connor, T.; Odyniec, G.; Okorokov, V.A.; Osipenko, M.; Page, B.; Palatchi, C.; Palmer, D.; Palni, P.; Pandey, S.; Panzieri, D.; Park, S.; Paschke, K.; Pastore, C.; Patra, R.N.; Paul, A.; Paul, S.; Pecar, C.; Peck, A.; Pegg, I.; Pellegrino, C.; Peng, C.; Pentchev, L.; Perrino, R.; Piotrzkowski, K.; Polakovic, T.; Płoskoń, M.; Posik, M.; Prasad, S.; Preghenella, R.; Priens, S.; Prifti, E.; Przybycien, M.; Pujahari, P.; Quintero, A.; Radici, M.; Radhakrishnan, S.K.; Rahman, S.; Rathi, S.; Raue, B.; Reed, R.; Reimer, P.; Reinhold, J.; Renner, E.; Rignanese, L.; Ripani, M.; Rizzo, A.; Romanov, D.; Roy, A.; Rubini, N.; Ruspa, M.; Ruan, L.; Sabatié, F.; Sadhukhan, S.; Sahoo, N.; Sahu, P.; Samuel, D.; Sarkar, A.; Sarsour, M.; Schmidke, W.; Schmookler, B.; Schwarz, C.; Schwiening, J.; Scott, M.; Sedgwick, I.; Segreti, M.; Sekula, S.; Seto, R.; Shah, N.; Shahinyan, A.; Sharma, D.; Sharma, N.; Sichtermann, E.P.; Signori, A.; Singh, A.; Singh, B.K.; Singh, S.N.; Smirnov, N.; Sokhan, D.; Soltz, R.; Sondheim, W.; Spinali, S.; Stacchi, F.; Staszewski, R.; Stepanov, P.; Strazzi, S.; Stroe, I.R.; Sun, X.; Surrow, B.; Sweger, Z.; Symons, T.J.; Tadevosyan, V.; Tang, A.; Tassi, E.; Teodorescu, L.; Tessarotto, F.; Thomas, D.; Thomas, J.H.; Toll, T.; Tomášek, L.; Torales-Acosta, F.; Tribedy, P.; Triloki, ; Tripathi, V.; Trotta, R.; Trzebiński, M.; Trzeciak, B.A.; Tsai, O.; Tu, Z.; Turrisi, R.; Tuvè, C.; Ullrich, T.; Urciuoli, G.M.; Valentini, A.; Vallarino, S.; Vandenbroucke, M.; Vanek, J.; Vino, G.; Volpe, G.; Voskanyan, H.; Vossen, A.; Voutier, E.; Wang, G.; Wang, Y.; Watts, D.; Wickramaarachchi, N.; Wilson, F.; Wong, C.-P.; Wu, X.; Wu, Y.; Xie, J.; Xu, Q.-H.; Xu, Z.; Xu, Z.W.; Yang, C.; Yang, Q.; Yang, Y.; Ye, Z.; Ye, Z.; Yi, L.; Yin, Z.; Yurov, M.; Zachariou, N.; Zhang, J.; Zhang, Y.; Zhang, Z.; Zhang, Z.; Zhao, Y.; Zhao, Y.X.; Zhao, Z.; Zheng, L.; Żurek, M.;
• Is Part Of: Journal of instrumentation. Volume 17:Number 10(2022)
• Publication Date: 2022-10-01
• Subjects: Large detector systems for particle and astroparticle physics -- Calorimeters -- Cherenkov detectors -- Particle tracking detectors; Scientific apparatus and instruments -- Periodicals; 502.84
• DOI: 10.1088/1748-0221/17/10/P10019
• Languages: English
• ISSNs: 1748-0221

Abstract

Abstract: ATHENA has been designed as a general purpose detector capable of delivering the full scientific scope of the Electron-Ion Collider. Careful technology choices provide fine tracking and momentum resolution, high performance electromagnetic and hadronic calorimetry, hadron identification over a wide kinematic range, and near-complete hermeticity. This article describes the detector design and its expected performance in the most relevant physics channels. It includes an evaluation of detector technology choices, the technical challenges to realizing the detector and the R&D required to meet those challenges.