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That’s it : kleiner Leitfaden für Erstsemester ; SoSe 2014
(2014)
- Raus aus der Schule und rein ins Vergnügen. Nach 13 Jahren langweiligen Deutschunterrichts und unzähligen Sozialkundestunden habt ihr es nun geschafft, an die Schwelle der unendlich hohen Treppe der Wissenschaft vorzuschreiten. ...
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Studie zum Einfluss der Teilchenidentifizierung mit dem ALICE-ITS auf die Messung von Dileptonen kleiner invarianter Masse
(2014)
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Carsten Klein
- In dieser Arbeit wurde die Leistungsfähigkeit des neuen Inner Tracking System (ITS) in Bezug auf die Messung von Spektren der invarianten Masse von Dielektronpaaren im Rahmen des ALICE Experiments am LHC ausgewertet. Zu Beginn der Planungen zum zukünftigen ITS wurden zwei verschiedene Designmöglichkeiten in Betracht gezogen: Auf der einen Seite ein ITS, welches die Möglichkeit zur Teilchenidentifizierung mittels spezifischem Energieverlust pro Wegstrecke bietet und auf der anderen Seite ein ITS welches diese Möglichkeiten nicht hat. Es wurde untersucht, ob es zukünftig möglich sein wird aus der Steigung des Spektrums der invarianten Masse von Dileptonen zwischen 1,1 GeV/c2 < Mee < 2,0 GeV/c2 direkt die Temperatur des Quark-Gluon-Plasmas zu extrahieren. Weiterhin wurde geprüft welches der beiden Systeme diese Aufgabe besser erfüllt.
Das neue ITS bietet gegenüber dem alten ITS Vorteile, die in dieser Analyse genutzt wurden. Zuerst, siehe Abschnitt 3.4, wurde ein zweidimensionaler Schnitt auf den Öffnungswinkel und die invariante Masse angewandt um Elektronen und Positronen aus Dalitzzerfällen und Photonkonversionen zu identifizieren und für die folgende Analyse zu verwerfen. Hierzu wurde die verbesserte Spurfindungseffizienz hin zu kleinen Transversalimpulsen ausgenutzt, um die Anzahl an zu kombinierenden Teilchen und damit die Wahrscheinlichkeit richtige Paare zu finden, zu erhöhen. Allerdings können Teilchen, welche nur im ITS nachgewiesen werden können, nicht zweifelsfrei (ITSPID), beziehungsweise gar nicht (ITSnoPID) identifiziert werden. Die Simulationen ergeben, dass ein zukünftiges ITS mit der Möglichkeit zur Teilchenidentifizierung leicht bessere Werte in der Signifikanz und im Verhältnis von Signal zu Untergrund liefern kann.
Die verbesserte Vertexfindung wird zur Reduktion des Beitrags durch Elektronen und Positronen aus semileptonisch zerfallenden D-Mesonen (Abschnitt 3.4.4) ausgenutzt.
Die Elektronen und Positronen, welche nach den Schnitten in der Stichprobe blieben, wurden verwendet um den Untergrund zu simulieren (Abschnitt 3.4.5). Daraufhin wurde die Signifikanz und das Verhältnis von Signal zu Untergrund berechnet. Mit diesen Informationen (Abschnitt 3.5.3) wurde ein Spektrum der invarianten Masse von Dileptonen mit der zu erwartenden Anzahl von 2,5 · 109 zentralen Blei-Blei-Kollisionen erzeugt. Dies führt zu den in Abschnitt 3.5.4 gezeigten Spektren. Nach Abzug der Beiträge durch die semileptonischen D-Meson Zerfälle und durch den hadronischen Cocktail ist noch der zu erwartende Beitrag durch die thermische Strahlung (Abschnitt 1.5) im Spektrum vorhanden. Eine Parametrisierung dieser Kurve ergibt die Temperatur des Quark-Gluon-Plasmas.
Der Unterschied der ermittelten Messwerte der Temperatur zwischen dem zukünftigen ITS mit Teilchenidentifizierung und ohne ist gering (Abschnitt 3.5.5). Die Messung ergibt keine signifikanten Unterschiede zwischen beiden ITS Entwürfen. Aufgrund dieses Ergebnisses kann man sagen, dass für die Messung von Dileptonen im Niedrigmassenbereich keine ITS PID notwendig ist. In den mittlerweile veröffentlichten ITS Technical Design Report sind die Ergebnisse dieser Studie eingeflossen. Es wurde beschlossen, dass der ITSnoPID umgesetzt wird.
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Charakterisierung einer GEM-basierten Auslese für die ALICE TPC
(2014)
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Esther Bartsch
- Da in der Run 3 Periode des CERN LHC die Kollisionsrate auf 50 kHz erhöht werden soll, muss die ALICE TPC umgebaut werden. Die Vieldrahtproportionalkammern mit Sperrgitter sollen gegen eine GEM-basierte Auslese ausgetauscht werden, um eine kontinuierliche Auslese zu ermöglichen.
Es wurde eine GEM-Testkammer, die mit drei und vier GEM-Folien betrieben werden kann, entwickelt und gebaut. GEM-Folien wurden unter dem Mikroskop auf Fehler untersucht und auf ihre Spannungsfestigkeit hin getestet sowie gerahmt und in die Kammer eingesetzt. Mit der fertigen kleinen TPC mit GEM-basierter Auslese wurden IBF und Energieauflösung gemessen. Ziel der Messungen war es, einen möglichst geringen IBF von unter 1 % zu erhalten, um so wenig wie möglich Feldverzerrungen im Driftvolumen der TPC zu erhalten, bei gleichzeitig guter Energieauflösung von mindestens 12 %, um eine gute Teilchenidentifikation in der TPC sicherzustellen.
Da standard GEM-Konfigurationen mit nur drei GEM-Folien zwar eine gute Energieauflösung, jedoch zu viel IBF aufweisen, wurden die Messungen hauptsächlich mit vier GEM-Folien durchgeführt. Es wurden zwei verschiedene Arten von GEM-Folien verwendet, Standard (S) und Large-Pitch (LP) GEM-Folien, die bei einem Großteil der Messungen in der S-LP-LP-S-Konfiguration angeordnet waren.
Es wurde festgestellt, dass sich IBF und Energieauflösung gegenläufig verhalten, bei besser werdendem IBF also die Energieauflösung schlechter wird und umgekehrt.
Es wurden zwei verschiedene Gasmischungen, Ne-CO2-N2 (90-10-5) und Ar-CO2 (90-10), untersucht. Mit Neon wurde bei einem Gain von 2000 gemessen, mit Argon nur bei einem Gain von 1000, da bei Argon die Anzahl der produzierten Elektronen pro cm etwa doppelt so groß ist.
Der IBF war mit beiden Gasmischungen etwa gleich groß. Die Energieauflösung war mit Argon jedoch aufgrund des niedrigeren Gains erheblich schlechter. Mit Ne-CO2-N2 (90-10-5) gelang es, einen Arbeitspunkt mit einer Energieauflösung von etwa 12 % und einem IBF von unter 1 % zu finden, mit Ar-CO2 (90-10) war dies jedoch nicht der Fall.
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Elliptischer Fluss v2 von inklusiven Elektronen in Pb-Pb-Kollisionen bei √sNN= 2,76 TeV mit dem ALICE Detektor
(2014)
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Sebastian Scheid
- In dieser Arbeit wurden die ersten Schritte unternommen um Elektronen aus den Zerfällen schwerer Quarks zu messen. Im Folgenden wird zunächst ein Überblick zum physikalische Hintergrund gegeben und der elliptische Fluss als Sonde zur Untersuchung des QGP motiviert. Anschließend werden der LHC und ALICE näher beleuchtet und die einzelnen Detektorsysteme, die für diese Analyse wichtig sind, vorgestellt. Im weiteren wird eine Methode zur Identifizierung von Elektronen vorgestellt und die Kontamination des Elektronensignals durch Hadronen bestimmt. Abschließend wird der elliptische Fluss eines von Hadronen bereinigten Inklusiv-Elektronen Spektrums bestimmt und ein Ausblick auf weitere Analyseschritte gegeben.
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Monte-Carlo-Studien zum Einfluss von Multi-Parton-Interaktionen auf die
Fluktuationen des mittleren Transversalimpulses in pp-Kollisionen
(2014)
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Bernhard Schütz
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Entwicklung und Charakterisierung einer bei Atmosphärendruck betriebenen Plasmafackel auf Basis einer koaxialen DBD
(2014)
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Bernhard Bohlender
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Jahresbericht 2013/2014 / Institut für Angewandte Physik, Johann Wolfgang Goethe-Universität, Frankfurt am Main
(2014)
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Entwurf einer Targetkammer zum Einsatz in (p,γ)-Experimenten an FRANZ
(2014)
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Ceyhun Arda
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Produktion einer radioaktiven Probe 129I
(2014)
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Mathilde Ziegler-Himmelreich
- Ziel dieser Arbeit war, mittels einer (n,γ)-Aktivierung, 129Te zu erzeugen und eine Teilchenzahlbestimmung durchzuführen. Aktivierung der Probe am Forschungsreaktor TRIGA und Spektrenaufnahme mittels eines HPGe-Detektors erfolgten im Mai 2014 am Institut für Kernchemie der Johannes Gutenberg Universität in Mainz.
Die Teilchenzahl des Tochternuklids 129I kann anhand der Teilchenzahlen des Isomers und des Grundzustandes von 129Te berechnet werden. In den Aktivierungen #2 bis #6 wurden (14.27 ± 0.53)x10exp12 Iodnuklide erzeugt. Angegeben ist die maximal mögliche Anzahl von Iodteilchen bei unendlich langer Wartezeit und vollständigem Zerfall aller Tellurnuklide.
Beobachtet werden konnte die Abnahme der Grundzustandsaktivität bis zum Erreichen des Gleichgewichts aus Nachbevölkerung durch das Isomer und Zerfall. Die Grundzustandslinien der Energien von 459.60 keV, 487 keV, 1083 KeV und 1111 keV konnten zu dieser Untersuchung herangezogen werden. Diese 4 Linien erfüllen die erforderten Konsistenzkriterien bezüglich der Systematik und können daher zur Teilchenzahlbestimmung des Grundzustandes verwendet werden (Seite 31).
Der Einfluss der Eigenabsorption ist noch zu untersuchen, da die genaue Position der Probe im Polyethylenbehältnis nicht bestimmt werden konnte. Weiterhin ist die Datenanalyse der ersten Aktivierung aufgrund des Detektorwechsels noch nicht erfolgt. Der Austausch war wegen technischer Probleme notwendig. Ziel weiterführender Untersuchungen ist, eine erneute Halbwertszeitbestimmung des radioaktiven 129I vorzunehmen. Sie ist von Interesse, angesichts des Widerspruchs zweier Veröffentlichungen. Die Halbwertszeit des 129I kann Aufschluss über stellare Bedingungen des s-Prozesses geben.
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Alpha-induzierte Wirkungsquerschnitte von 85Kr und 79Kr
(2014)
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Stefan Fiebiger
- Diese Arbeit beschäftigte sich mit der Ermittlung der Ausbeute von 85Kr, dessen Isomer und 79Kr bei der Bestrahlung von natürlichem Selen mit Alphateilchen. Das Ziel war es, experimentelle Daten und Erfahrungen für einen Folgeversuch mit isotopenreinem 82Se zu sammeln...
