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Untersuchung des Verhaltens von Driftrohren bei starker γ Bestrahlung sowie Vermessung von Driftrohrkammern mit Hilfe von Myonen der kosmischen Höhenstrahlung
| Content Provider | Semantic Scholar |
|---|---|
| Author | Rauscher, Felix |
| Copyright Year | 2005 |
| Abstract | Im Myonspektrometer des ATLAS-Detektors am LHC, bei dem Protonen mit einer Schwerpunktsenergie von 14~TeV kollidieren, werden Kammern aus Hochdruckdriftrohren zur Vermessung der Trajektorien der Myonen verwendet. Um den Impuls der Myonen aus der Krummung ihrer Spur in dem 0.4~T starken Magnetfeld mit hinreichender Genauigkeit vermessen zu konnen, mussen zum einen die Driftrohre eine Ortsauflosung von $\sigma_{r} \leq 100\; \mu \text{m}$ liefern und zum anderen muss die Position jedes Annodendrahtes, also auch die Geometrie jeder Kammer, mit einer Genauigkeit von deutlich besser als 100~$\mu$m bekannt sein. Die Arbeit beschaftigt sich mit diesem Problem an zwei Fronten. Wegen der hohen Luminositat des Beschleunigers und des grosen Wirkungsquerschnittes fur Proton-Proton-Kollisionen, herrscht im Myonspektrometer ein erheblicher Untergrund an Photonen und Neutronen. Um das Verhalten der Driftrohre bei hoher Untergrundzahlrate zu untersuchen, wurde eine Teststrahlmessung durchgefuhrt, bei der neben einem hochenergetischen Myonstrahl (100~GeV) auch eine 740~GBq starke $\gamma$-Quelle die Kammer beleuchtete. Mittels eines hochauflosenden Referenzdetektors aus Silizium-Streifenzahlern wurden Ortsauflosung und Effizienz bei unterschiedlichen Untergrundstrahlungsniveaus untersucht. Eine Moglichkeit die Ortsauflosung zu verbessern, in dem mittels einer in die Ausleseelektronik integrierten Pulshohenmessung die Abhangigkeit zwischen Signalzeit und Pulshohe betrachtet wird, wurde untersucht und weiterentwickelt. Damit konnte die Auflosung unabhangig von der Photonenbestrahlung um 13~$\%$ verbessert und die angestrebte Ortsauflosung von 100~$\mu$m selbst beim Dreifachen der erwarteten Untergrundstrahlung erreicht werden. In Zusammenarbeit mit dem Max-Plank-Institut fur Physik in Munchen und dem Joint Institute for Nuclear Research in Dubna werden 88 der 1226 Myonkammern gebaut. Zur ersten Inbetriebnahme und Uberprufung der Qualitat dieser Kammern wurde der Hohenstrahlmessstand eingerichtet. Insbesondere kann dort die Geometrie einer Kammer bestimmt werden, in dem sie zwischen zwei Referenzkammern eingebaut wird, deren Geometrie mit einem Rontegentomographen genau vermessen wurde. Mit Hilfe dieser Kammern wird die Spur des kosmischen Myons bestimmt. Aus systematischen Abweichungen zwischen dieser Referenzspur und den Messungen in der zu testenden Kammer, kann die Position eines jeden Drahtes mit einer Genauigkeit in der Grosenordnung 10~$\mu$m bestimmt werden. Diesbezuglich wird die Arbeit von Oliver Kortner~\cite{olivers_dis} fortgesetzt, also der Messstand hin zu drei vollstandig ausgelesenen Kammern ausgebaut und seine Leistungsfahigkeit uberpruft. Der Messstand erlaubt es, mechanische Ungenauigkeiten der Kammern, die allerdings nur selten vorkommen, zuverlassig zu finden und zu quantifizieren. Dadurch sind auch Kammern die von der Normgeometrie abweichen vollstandig beim ATLAS-Experiment einsetzbar, wenn die im Messstand ermittelten Geometrieparameter in der Spurrekonstruktion berucksichtigt werden. |
| File Format | PDF HTM / HTML |
| Alternate Webpage(s) | https://edoc.ub.uni-muenchen.de/3845/1/Rauscher_Felix.pdf |
| Language | English |
| Access Restriction | Open |
| Content Type | Text |
| Resource Type | Article |
