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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. Streifen
o 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
ÖPG, September 2005 Katharina Mair 5/10
o Prinzip der Monitored Drift Tubes: MDTo Driftrohr: äußerer Ø: 3 cm, Draht Ø: 50 m, Betriebsspannung: 3080V
o Gas: 93% Ar + 7% CO2, 3 bar absolut
o Driftzeitmessung Driftradius Ortsrekonstruktion
o 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 System
o 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 Schachbrettmustero 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 !