Eichung der HADES Driftkammern mittels Myonen aus der kosmischen Höhenstrahlung

Ein Schwerpunkt der physikalischen Fragestellungen, die zur Entwicklung des Dileptonenspektrometers HADES führten, ist die präzise Vermessung des invarianten Massenspektrums von Dileptonen, die in zentralen Reaktionen vo
Ein Schwerpunkt der physikalischen Fragestellungen, die zur Entwicklung des Dileptonenspektrometers HADES führten, ist die präzise Vermessung des invarianten Massenspektrums von Dileptonen, die in zentralen Reaktionen von relativistischen Schwerionen entstehen. In den Spektren sind die leptonischen Zerfälle der Vektormesonen enthalten. Aus Position und Breite der entsprechenden Signale kann auf eine mögliche Veränderung der Eigenschaften von Vektormesonen im dichten und heißen Kernmedium geschlossen werden. Für die Rekonstruktion der Teilchentrajektorien der Elektronen und Positronen werden die Vieldraht-Driftkammern verwendet, und unter Berücksichtigung des Magnetfelds kann der Teilchenimpuls mit hoher Genauigkeit bestimmt werden. Die hohe Impulsauflösung gepaart mit einer großen Akzeptanz und einem effektiven Trigger, ist eine notwendige Voraussetzung für das Studium von Dileptonen im SIS Energiebereich 1-2 GeV per Nukleon. Eine Flugzeitwand ermittelt über die Teilchenmultiplizität die Zentralität des Stoßes und hilft mittels der Flugzeit bei der Identifikation von Teilchen, insbesondere der Hadronen. Elektronen werden mit Hilfe spezieller Detektoren (Ringabbildender Cherenkov Detektor und Schauerdetektor) identifiziert. Ein effizientes Triggerkonzept zusammen mit einer innovativen Datenaufnahme ermöglicht, solche Ereignisse, in denen sich Dileptonenkandidaten befinden, schnell zu erkennen und dann zu registrieren, um so in kurzer Zeit eine hinreichende Statistik an Dileptonen zu erhalten. Im Rahmen dieser Forschungsarbeiten war das Ziel der Diplomarbeit, die Untersuchung des Ansprechverhaltens der Driftkammern auf Myonen aus der kosmischen Höhenstrahlung und deren Positionen relativ zur Flugzeitwand zu bestimmen. Da die Myonen aus der kosmischen Höhenstrahlung ähnliche Signale in den Vieldraht-Driftkammern hervorrufen wie die in den Schwerionenreaktionen produzierten minimal ionisierenden Teilchen, war es möglich, unabhängig von Strahlzeiten das Ansprechverhalten der Vieldraht-Driftkammern zu untersuchen. Um dieses zu erforschen, wurde zunächst ein spezieller Trigger aufgebaut, der auf Koinzidenzen von gegenüberliegenden Flugzeitwand-Sektoren beruht. So konnte das Durchqueren eines Myon-Kandidaten durch das Spektrometer registriert, und die Teilchentrajektorie vom Ein- bis zum Austritt aus diesem nachvollzogen werden. Die primären Messgrößen, wie die Driftzeiten, und die Korrelation zwischen den Driftkammern und der Flugzeitwand, wurden untersucht und mit Daten aus dem Strahlzeit-Experiment vom November 2001 C+C bei 1,9 GeV per Nukleon verglichen. Weiterhin wurde nach Entwicklung einer Myonen-Kandidatensuche die Effizienz der Driftkammern analysiert. Dabei stellte sich heraus, dass die Driftkammerebenen des Sektors 1 eine Nachweiswahrscheinlichkeit für kosmische Myonen von über 93% aufzeigen. Eine Optimierung der Methode hinsichtlich der Ortsauflösung und Korrelationen zu anderen Drahtebenen oder Driftkammern anderer Ebenen kann in Zukunft in Angriff genommen werden. Da die Intensität der Myonen gering ist, und sie in den meisten Fällen das Spektrometer auf geraden Bahnen durchqueren, sind Vieldeutigkeiten minimiert. So war es möglich, die Positionen der Driftkammern relativ zur Flugzeitwand mit einer Genauigkeit, die durch die Ortsauflösung der Szintillatoren der Flugzeitwand dominiert ist, zu ermitteln. Im Vergleich zu den Standard-Justierungsparametern ergeben sich Abweichungen von bis zu 37,73 mm für die Relativpositionen der Vieldraht-Driftkammern im Vergleich zur Flugzeitwand mit einer Ungenauigkeit von maximal ±7 mm. Um die für das invariante Massenspektrum der Dileptonen notwendige Massenauflösung zu erreichen, wird empfohlen, die Relativpositionen der Driftkammern zueinander und zum Magnetfeld zu bestimmen. Hierfür muss die exakte Ortsinformation des Durchstoßpunktes des Myons auf die Driftkammer über eine Anpassung der Trajektorie berechnet werden. Daraufhin können die Positionen der Driftkammern relativ zueinander mit einer Genauigkeit von < 100 mm ermittelt werden.
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Metadaten
Author:Yvonne C. Pachmayer
URN:urn:nbn:de:hebis:30-13702
URL:http://www.ikf.physik.uni-frankfurt.de/IKF-HTML/highenergy/thesis.html
Advisor:Herbert Ströbele, Christian Müntz
Document Type:Diplom Thesis
Language:German
Year of Completion:2003
Year of first Publication:2003
Publishing Institution:Universitätsbibliothek Johann Christian Senckenberg
Granting Institution:Johann Wolfgang Goethe-Universität
Release Date:2005/08/09
HeBIS PPN:185481507
Institutes:Physik
Dewey Decimal Classification:530 Physik
Sammlungen:Universitätspublikationen
Licence (German):License Logo Veröffentlichungsvertrag für Publikationen

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