Characterisation of photon sensors for the CBM-RICH and its use for the reconstruction of neutral mesons via conversion

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Eines der geplanten Projekte an der Facility for Antiproton and Ion Research (FAIR) ist das Schwerionenexperiment Compressed Baryonic Matter (CBM). Ziel ist die Vermessung des QCDPhasendiagramms bei hohen Netto-Baryonendichten und moderaten Temperaturen sowie die Charakterisierung des Phasenübergangs hadronischer Materie zum Quark-Gluon Plasma.

Eine wesentliche Komponente des CBM-Detektors ist ein Ringabbildender Cherenkov-Detektor (RICH), in welchem das Cherenkov-Licht schneller Teilchen (v > c_n = c/n) über sphärische Spiegel ringförmig auf den Photodetektor abgebildet wird. Im Rahmen einer im Oktober 2012 durchgeführten Teststrahlzeit am CERN-PS Beschleuniger konnten wichtige Informationen unter anderem für den Aufbau des Photodetektors des RICH gewonnen werden. Ein Ziel der Strahlzeit war die Charakterisierung von neuen Hamamatsu Multi-Anoden Photomultipliern (MAPMT) des Typs R11265 sowie von Micro-Channel-Plates (MCP) des Typs XP85012 der Firma Planacon sowie der jeweilige Vergleich mit den Hamamatsu H8500 MAPMTs. Eine wichtige Eigenschaft dabei ist vor allem die Anzahl an detektierten Photonen pro Cherenkov-Ring, bei der der Anteil an Crosstalk eine erhebliche Rolle spielt. Eine fortgeschrittene Methode zur Crosstalk-Bestimmung wurde entwickelt, um die Effizienz der verschiedenen Sensoren zu vergleichen.

Die Untersuchung des invarianten Massenspektrums dileptonischer Zerfälle, insbesondere von rho und omega, bietet hierbei eine Möglichkeit hoch-verdichtete Kernmaterie im frühen Kollisionsstadium zu untersuchen, da Leptonen das hadronische Medium ohne weitere Wechselwirkung verlassen können. Selbst mit sehr guter Teilchenidentifikation der Elektronen ist das resultierende e+e- invariante Massenspektrum jedoch nicht untergrundfrei zu rekonstruieren. Nach Anwendung aller Schnitte stellen Dalitz-Zerfälle des eta- und pi0-Mesons (eta/pi0 -> e+e-) den dominierenden Untergrund dar. Eine genaue Bestimmung des Anteils an pi0 und eta ist daher für den Untergrundabzug von großer Wichtigkeit. Da die verschiedenen Verzweigungsverhältnisse sehr genau bekannt sind, kann der Untergrund über die Rekonstruktion von eta/pi0 -> 2 gamma erfolgen. Eine mögliche Nachweismethode der Photonen erfolgt über die Konversion im Detektormaterial, gamma -> e+e-, mit nachfolgender Rekonstruktion der Konversionselektronen. Dies erfordert jedoch eine genaue Kenntnis der Konversionswahrscheinlichkeit, sowie die sichere Rekonstruktion der Konversionselektronen. Verschiedene Machbarketisstudien sowie Effizienzabschätzungen zur Rekonstruktion von pi0 und eta wurden durchgeführt.

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Dokumententyp:
Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Fakultäten und Einrichtungen:
Fakultät für Mathematik und Naturwissenschaften » Physik » Dissertationen
Dewey Dezimal-Klassifikation:
500 Naturwissenschaften und Mathematik » 530 Physik
Sprache:
Englisch
Kollektion / Status:
Dissertationen / Dokument veröffentlicht
Dateien geändert am:
22.01.2018
Datum der Promotion:
04.10.2016
Medientyp:
Text