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Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät - Jahrgang 2013

 

Titel Tracking and vertex reconstruction with the PANDA Micro-Vertex-Detector
Autor Simone Bianco
Publikationsform Dissertation
Abstract PANDA is one of the experiments which will be installed at the FAIR facility in Darmstadt. It will study the collisions of an antiproton beam with different fixed targets.
The main focus of the experiment will be on strong interactions at the energy regime corresponding to the charm quark region. Charmonium states, open-charm mesons and charmed baryons will be studied with a high precision experiment.
The tracking detectors will play an important role allowing for a precise reconstruction of particles momenta and decay vertices. In particular, in the case of short-lived particles, the contribution of the Micro-Vertex-Detector (MVD), which is the innermost tracker of the experiment, will be crucial.
Detailed Monte-Carlo studies based on an implementation of the detector geometry will be presented analyzing the coverage and vertex reconstruction performance of the MVD in different physics scenarios compatible with the PANDA operational modes.
Experimental results obtained with MVD prototype sensors at different particle accelerators will be shown comparing the observations with predictions from Monte-Carlo simulations of the setups. An analysis of the potential reconstruction performance of the PANDA experiment for the anti-p p → ΛC+ΛC- reaction will be presented together with a study of the signal to background significance for the selected decay pattern.
Zusammenfassung PANDA, eines der Experimente am zukünftigen Beschleunigerzentrum FAIR in Darmstadt, wird Kollisionen eines Antiprotonenstrahls mit verschiedenen feststehenden Targets untersuchen. Der Schwerpunkt liegt dabei auf dem Studium der starken Wechselwirkung im Energiebereich des Charm-Quarks. Das Hochpräzisionsexperiment wird Charmonium-Zustände, Open-Charm- Mesonen und Charm-Baryonen untersuchen.
Zur Bestimmung der Teilchenimpulse und der Rekonstruktion der Zerfallsvertices sind die Spurdetektoren von herausragender Bedeutung. Gerade bei kurzlebigen Zuständen wird der innerste der Spurdetektoren, der Micro-Vertex-Detektor (MVD), wichtige Informationen liefern.
In dieser Arbeit werden verschiedene Monte-Carlo-Studien zur räumlichen Abdeckung und zum Vertexrekonstruktionsvermögen des MVD gezeigt. Basierend auf der implementierten Detektorgeometrie wird dazu der MVD in verschiedenen Fällen simuliert, die mit den späteren Betriebsmodi des PANDA Detektors vergleichbar sind.
Monte-Carlo-Simulationen für Testaufbauten der MVD-Sensoren an unterschiedlichen Beschleunigern werden gezeigt und die derart gemachten Vorhersagen mit den experimentell gewonnenen Daten verglichen.
Anhand der Reaktion pp → ΛCΛC wird das Rekonstruktionsvermögen des PANDA Experiments aufgezeigt und zusätzlich das Signal-zu-Untergrund-Verhältnis für diesen Zerfallskanal analysiert.
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© Universitäts- und Landesbibliothek Bonn | Veröffentlicht: 31.07.2013