Entwicklung einer radialen Spurendriftkammer für den Nachweis geladener Teilchen beim Experiment STAR (RHIC) Markus D. Oldenburg Max-Planck-Institut für.

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1 Entwicklung einer radialen Spurendriftkammer für den Nachweis geladener Teilchen beim Experiment STAR (RHIC) Markus D. Oldenburg Max-Planck-Institut für Physik, München für die STAR FTPC Kollaboration DPG-Frühjahrstagung Dresden, 20. März 2000

2 Überblick STAR @ RHIC Die Forward TPC Spurrekonstruktion –Conformal Mapping –Laufzeitoptimierung Ergebnisse Zusammenfassung und Ausblick

3 Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) zentrale -Kollisionen = 200 GeV pro Nukleonenpaar erzeugt zehnfache Grundzustands- dichte von Kernmaterie Suche nach Signaturen des Phasen- übergangs zum Quark-Gluon-Plasma (QGP) 3,8 km langer Ringtunnel 900 supraleitende Magnete 4 Experimente: –Brahms, Phobos, Phenix, Star

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6 RHIC und STAR 3,8 km langer Ringtunnel 900 supraleitende Magnete 4 Experimente: –Brahms, Phobos, Phenix, Star zentrale -Stöße = 200 GeV pro Nukleonenpaar Suche nach Signaturen des Phasen- übergangs zum Quark-Gluon- Plasma (QGP) STAR untersucht hadronische Observablen

7 Die Forward TPC 2 FTPCs je 10 Reihen mit 960 Pads 19200 Kanäle je 256 Timebins Gas: Argon/CO 2 (50/50) Zweispurauflösung 1,5 mm Ortsauflösung 0,1 mm Akzeptanz: 2,5 < | | < 4

8 Simulierte Ladungsverteilung in einer Padreihe

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10 Spurrekonstruktion lokales Verfahren Annahme: Teilchen folgen im Magnetfeld einer Helixbahn Aufspaltung dieser Bewegung in zwei Komponenten: –kreisförmige Bahn in der Ebene senkrecht zum Magnetfeld –linearer Zusammenhang zwischen Spurlänge und z-Koordinate (Richtung des Magnetfelds)

11 Conformal Mapping I Techniques and Concepts of High-Energy Physics V; T. Ferbel, Hrsg.; St. Croix, 1988; S. 435f Lineare Regression ist einfacher und schneller als krummlinige Anpassung an ein Spurmodell Transformation der Clusterkoordinaten (x, y) in (x', y') mit:

12 Conformal Mapping II Koordinatenursprung ist Punkt des Kreises Allgemeiner Fall: beliebiger Punkt (x t, y t ) ist Punkt des Kreises

13 Laufzeitoptimierung Detektorvolumen wird in Teilvolumina in r, und segmentiert Cluster werden entsprechend ihren Koordinaten in diese Teilvolumina einsortiert Spurerweiternde Cluster werden nur in Volumina in Richtung zum Kollisionspunkt gesucht

14 Tracking Suche nach Tracklets (Spuranfänge mit 3 Punkten) Erweiterung der Tracklets: –lineare Regression für Conformal Mapping Koordinaten und Spurlänge vs. z-Koordinate –Auswahl des Clusters, der den beiden Extrapolationen am nähsten kommt

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16 Laufzeit

17 Ergebnisse / Status Saubere Simulationen (GEANT, physics off) –bis zu 250 Spuren 100% Effizienz Rekonstruktionsprogramm funktioniert –ab 500 Spuren einzelne zerbrochene Spuren bzw. falsch aufgesammelte Cluster Reale Simulationen (HIJING, physics on) –Probleme durch hohe Ausleuchtung/Spurdichte, -Elektronen, kurze Spuren –aber: keine Verschlechterung gegenüber vorherigem Rekonstruktionsprogramm –10-fach schnellere Laufzeit

18 Zusammenfassung und Ausblick Konstruktion einer FTPC abgeschlossen; transportfertig Rekonstruktionssoftware arbeitet fehlerfrei und schnell Optimierung der Parameter und Cuts Steigerung der Effizienz

19 STAR FTPC Kollaboration Brookhaven National Laboratory –A. Etkin, K. Foley, T. Hallmann, M. LeVine, R. Longacre, B. Love, A. Saulys Lawrence Berkeley National Laboratory –F. Bieser, S. Klein, H.-G. Ritter, H. Wiemann Max-Planck-Institut für Physik, München –V. Eckardt, T. Eggert, H. Fessler, H. Hümmler, G. Lo Curto, M. Oldenburg, N. Schmitz, A. Schüttauf, J. Seyboth, P. Seyboth Moscow Engineering Physics Institute –A. Lebedev University of California, Davis –M. Anderson, P. Brady, D. Cebra, J. Draper, M. Heffner, J. Klay, J. Romero University of California, Los Angeles –V. Ghazikhanian