Präzisionsmessung am ATLAS Myonspektrometer

Vortrag zur 55. Jahrestagung der Österreichischen Physikalischen Gesellschaft

Katharina Mair, September 2005

ÖPG, September 2005 Katharina Mair 2/10

o Motivation: Suche nacho dem Higgs-Teilcheno supersymmetrischen Teilcheno schweren Quarks (t, b) und Leptonen

A Toroidal LHC ApparatuS

o Anforderungen:o e- und μ –Identifikationo Hadronen-Jet-Messungo Neutrinos ("missing energy")

Der ATLAS Detektor

Myon Detektoren

Elektromagnetisches Kalorimeter

BARRELENDKAPPE

Endkappen Toroid

Barrel Toroid Innerer

Spur-Detektor

ENDKAPPE

SolenoidHadronen Kalorimeter

50x24 m

o ATLAS in Zahlen:o Größe: 50m x 24mo Spurdetektor: 80 Mio. Pixel,

6 Mio. Streifeno Solenoid-Magnet: 2 To Flüssig Argon-Kalorimeter:

o 170 000 Kaptonelektrodeno Hadron-Kalorimeter:

o 10 000 Szintillatorkanäle o Myonspektrometer:

o 370 000 Driftrohreo Toroid-Magnet: 0.5T

ÖPG, September 2005 Katharina Mair 3/10

Die ATLAS Kaverne

ÖPG, September 2005 Katharina Mair 4/10

Das ATLAS Myonspektrometero Impulsmessung über Ablenkung der Teilchenspur im Magnetfeld

3-Punkt-Spur-Rekonstruktiono Triggerkammern für rigorose Spur-Rekonstruktion:

RPC und TGC: ~ 3 x 3 cm² Padso Hochpräzisions-Driftkammern für präzise Spur-Rekonstruktion

Monitored Drift Tubes (MDT)

Geforderte Auflösung:pT/pT ~ 3%

(pT < 200 GeV/c)pT/pT ~ 10%

(pT ~ 1 TeV/c)σ < 50 m auf die

Spursagitta

o Hochpräzisionsmessung an jedem Punkto Präzise Kontrolle der Kammerpositionen über 20 m

p ~ B • L²26,4 •S S...Sagitt

a

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o Prinzip der Monitored Drift Tubes: MDTo Driftrohr: äußerer Ø: 3 cm, Draht Ø: 50 m, Betriebsspannung: 3080Vo Gas: 93% Ar + 7% CO2, 3 bar absolut

o Driftzeitmessung Driftradius Ortsrekonstruktiono Durchschnittliche Auflösung eines Driftrohrs: 80 m

Präzisionsmessung mit Driftrohren

ÖPG, September 2005 Katharina Mair 6/10

Drifttkammern des ATLAS Myonspektrometers

Monitoring System: ALIGNMENT SYSTEM

o Optisches Vermessungssystem aus Lichtquellen-Kamera-Paaren:

o Innerhalb einer MDT Kammer:o Verformung der Kammer:

Ausdehnung, Verdrehung, Durchhang

o Von Kammer zu Kammer:o relative Verschiebungen und

Verdrehungen der Kammern über 14m in der Endkappe

o Geforderte Genauigkeit < 30 m

o 2 x 3 Lagen aus Driftrohren:o eindeutige Rekonstruktion für Spur-Segment o Auflösiung einer Driftkammer < 50 m

ÖPG, September 2005 Katharina Mair 7/10

Das Alignment Systemo Kamera-Lichtquellen-Paare:o BCAM (Boston CCD Angle Monitor): Kamera 2 LED

o Auflösung: 50 rad (BCAM-Paar), 7 rad (BCAM-Triplet entlang einer Geraden) o RASNik (Red Alignment System of NIKHEF): Kamera Schachbrettmuster

o Binär verschlüsselte Positionsangaben o Quadratgröße: 85 - 135mo Schwarz-Weiß-Folge für Feinbestimmung: bis zu 1 m (Laborbedingungen)

ÖPG, September 2005 Katharina Mair 8/10

o Sicht-Linien in der Endkappeo Referenz-Netz aus Alignment-

Bars (A. Schricker, 2002)o jede Kammerposition auf 20

m genau bestimmt

BARRELENDKAPPE ENDKAPPE

Alignment System in der Endkappe

ÖPG, September 2005 Katharina Mair 9/10

Überprüfung der Präzision des Alignment Systems

Streumaterial Szintilator Trigger

7m 7m 1,5m 1,5m

o Am Test-Strahl (2003)o Sagitta erzwungen durch

Verschieben einer Kammer

o Alignment System versus Spur-Rekonstruktion

sag[cm]

n_entries

original

corrected

error [mu]mean [mu]run

1.2-225.0t700338

1.3-238.5r700336

1.4-243.2r700334

ÖPG, September 2005 Katharina Mair 10/10

.... und es wird wirklich gebaut !