 Forschungsschwerpunkte von BELLE

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1  Forschungsschwerpunkte von BELLE
Das BELLE-Experiment Beteiligung HEPHY im Bereich DATENANALYSE  BELLE Detektor KEK 高エネルギ BELLE in a nutshell am KEK / Japan KEKB Collider B-Fabrik / (4s) Resonanz Luminosität /nb/s integr. Luminosität 630/fb (Juni 2006) Collaboration  Forschungsschwerpunkte von BELLE Beobachtung & Präzisionsmessung von CP-Verletzung im B-System Suche nach „neuer Physik“, z.B im Unitaritätsdreieck Suche nach exotischen Resonanzen wie X(3872),... e- 8GeV e+ 3.5GeV bg = 0.425 Messung von |Vcb,ub| über semileptonische B-Zerfälle absolute BR und Formfaktoren von semileptonische D0 und Ds-Zerfällen Dekohärenz verschränkter B-Meson Zustände  Analysen am HEPHY

2 HEPHY CMS Trigger Project
Members: Vienna and CERN-based H. Bergauer, Ch. Deldicque, J. Erö, V. Ghete, Ph. Glaser, M. Jeitler, K. Kastner, B. Neuherz, T. Nöbauer, I. Magrans de Abril, I. Mikulec, M. Padrta, H. Rohringer, Th. Schreiner, J. Strauss, A. Taurok, C.-E. Wulz (group leader) Level 1 Trigger Hardware: design, production, integration Global Trigger (GT) Global Muon Trigger (GMT) Drift Tube Track Finder (DTTF) Trigger Control System (TCS) Software Firmware and online software for GT, GMT, DTTF, TCS Offline software: GT, GMT, DTTF Emulators, raw to digi unpacker Trigger Supervisor Data Analysis SUSY searches – scalar top in MSSM Tier 2 GRID Center: Hephy-Vienna GTL Logic Board Global Trigger Crate & modules

3 CMS Physikanalyse Eines der jüngsten Projekte.am Institut Ziele:
Koordination der Analyseaktivität in CMS Bessere Sichtbarkeit in der Kollaboration Besserer Zugang zu Ressourcen Detektorgruppen-übergreifend Nicht-exklusiv: alle Mitarbeiter in Detektor- oder SW-Gruppen aktiv Dzt. ca. 1/2 Dutzend Physiker interessiert Themenauswahl: SUSY-Suchen Nach ausführlicher Diskussion in der Gruppe Stark durch frühere Aktivitäten & Expertise der HEPHY-Phänomenologiegruppe motiviert Exklusive stop-Suche Motivation: Massen Endpunkt-Analyse Erweiterungsmöglichkeiten zu inklusiver Analyse & sbottom-Suchen Für  L dt ~ O(10fb-1) Abklärung von Analysemöglichkeiten für inklusive SUSY-Suchen mit Emiss & b-jets Alle Aktivitäten auf Hard-&Software-Erfahrung am Institut gestützt (Trigger, Vertexrekonstruktion,..) Status: Exklusive Analyse Studien am SUSY-Testpunkt LM8 MET, b-jets, W- & top-Rekonstruktion Selektionskette Vielfach in CMS Physiktreffen dokumentiert Analyse basiert auf “alter” CMS-Software Im derzeitigen Status “eingefroren” Inklusive Analyse Vorstudien; noch nicht auf Niveau von Analyse mit vollem Detektor-MC Viele Mitarbeiter derzeit stark mit HW-Integration & SW-porting ausgelastet! Kurzfristige Zukunft: Verwendung von ersten neuen Datensätzen (CSA06-challenge) für Arbeit an inklusiven Analysen Verwendung der lokalen Computer-Infrastruktur Vorbereitung der 1. Datennahme Mittelfristige Zukunft: Portieren der exklusiven Analyse auf neue SW Einbindung möglichst vieler Mitarbeiter CMS Physikanalyse (W.Adam; Präsentation: V.Ghete)

4 Projektgruppe CMS INNER TRACKER Institut für Hochenergiephysik
Mitarbeiter: aus den Arbeitsgruppen Halbleiterdetektoren, Elektronik II, Algorithmen- und Software-Entwicklung, Physikalische Datenanalyse W. Adam, M. Friedl, R. Frühwirth, J. Hrubec, M. Krammer, D. Liko (Karenz), M. Pernicka, W. Waltenberger Dissertanten: Th. Bergauer, M. Dragicevic, E. Widl Diplomanden: S. Hänsel, Ch.Irmler Techniker: R. Eitelberger, M. Oberegger, J. Pirker, S. Schmid, R. Stark, H. Steininger, D. Uhl Aufgabe: Teilnahme im CMS Experiment am CERN Large Hadron Collider (ab Nov. 1993) Beteiligung am Bau des CMS Inner Tracker und Einbringen der fachlichen Erfahrungen, die in den Arbeitsgruppen über lange Jahre erworben wurden: Detektorbau, Elektronik, Betrieb, Wartung, Software-Entwicklung, Datenanalyse, Physik Beiträge: Silizium-Streifen-Tracker: Entwicklung der Sensoren u. Module, Teststrahl (PSI, DESY) Qualitätskontrolle, -sicherung für Sensoren (inkl. Koord.), div. Teststationen für Modulbau 650 Module Endcaps - Ring 2, Koordination TEC Modulbau (Logistik, Planung, Doku.) Elektronik (Entwicklung, Prod.): Analoge Opto-Hybride (Kapsch), Pixel Front End Driver Entwicklung effizienter Algorithmen (Kalman Filter, Gaussian Sum Filter, Adaptive Filter) für Spur- und Vertex-Rekonstruktion, Rekonstruktion von Elektronspuren, Alignment Betreuung von CMS-Rekonstruktionssoftware (ORCA), Neuentwicklung in CMSSW Zukunft: Abschluss der bisherigen Aufgaben (Pixel FED), Tracker-Integration, Einbau in CMS, Kommissionierung, Datenevaluierung, Beteiligung an F&E für Tracker-Upgrade (SLHC) Physikanalysen im Rahmen der Projektgruppe CMS Physics Analysis (Leiter: W. Adam) Institut für Hochenergiephysik Oktober 2006 CMS Tracker

5 Experimentelle Aktivitäten des Instituts
Projektgruppe für ein Experiment am International Linear Collider (ILC) Jüngste Projektgruppe des Instituts: Aufgaben: Koordinierung und Vorantreiben der experimentellen Aktivitäten (Hard- und Software mit dem Ziel der Beteiligung an einem Experiment am ILC. (Gründung , Beginn ) Jedoch mit längerer Vorgeschichte: - Theoretische Studien seit Anbeginn 1991, z.T. federführend (ECFA-WG “SUSY”)  s. Prrojektgruppe “Theorie”. - Experimentelle Aktivitäten auf dem Gebiet Software-Entwicklung seit 2003 (im Rahmen des Fachbereichs ASE), auf jenem der Detektor-Hardware seit 2004 (Fachbereich “Halbleiterdetektoren”). - Ausrichtung des internationalen ECFA-Workshops, 14. – 17. (18.) November 2005 in Wien. Internationale Verankerungen: - Beteiligung an der “ECFA Study on Physics and Detectors for the ILC in der “Simulation & Software Tools WG” sowie im Detektor-R&D-Projekt “SiLC”. (Details siehe unten.) - Unterstützung der weltweiten Detektor-Konzeptstudien “LDC” und “SiD”. Mitarbeiter der Projektgruppe: - W. Mitaroff (Projektleiter), - T. Bergauer und M. Krammer (Fachbereich HLD), M. Regler und W. Waltenberger (Fachbereich ASE), - F. Moser (bis August 2006) und M. Valentan (mit Unterbrechung): Studenten mit “geringfügiger” Anstellung. Experimentelle Aktivitäten des Instituts Vertex Reconstruction Toolkit: - Entwicklung eines detektor-unabhängigen Toolkits (RAVE) zur Vertex-Rekonstruktion (Vertex-Suche und –Fit), und einem unterstützenden Framework (VERTIGO) für Tests, Analysen, I/O (“Harvester”), etc. - Gruppenübergreifendes Projekt in Zusammenarbeit mit ASE, CMS (Algorithmen!) und BELLE. - Einbettung in die Software-Environments von LDC (C++) und SiD (Java) via Interface zu LCIO. Detector Optimization Tool: - Entwicklung eines Software-Tools (“LiC Toy”) zur Simulation und Rekonstruktion geladener Spuren zwecks Vergleich und Optimierung verschiedener Detektor-Setups. (Programmiersprache MATLAB.) - Motiviert vom SiLC-Projekt und dem LDC-Detektor, aber allgemein und einfach anwendbar. Mitarbeit am SiLC-Projekt: - “Silicon for the Linear Collider” ist ein Detektor-R&D-Projekt unter der Federführung von LPNHE Paris. - Knowhow des Fachbereichs HDL zur Entwicklung verbesserter Si-Streifendetektoren.

6 Theory Main topic: ‚Supersymmetry‘
SUSY parameter determination at LHC and ILC (SPA project, worldwide) Precision calculations (radiative corrections): full one-loop, beginning: ‚two-loop‘ (necessary for ILC) CP violation in SUSY asymmetries Lepton flavour violation at LHC and ILC Relativistic bound states of quarks

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8 Projekt Vienna Conference on Instrumentation
Projektleiter: M. Krammer Mitglieder im Organisationskommitee: B. De Monte, M. Jeitler, J. Hrubec, W. Mitaroff, M. Regler; G. Badurek (TU Wien) Die Konferenzserie wurde 1978 als „Vienna Wire Chamber Conference“ von W. Bartl, G. Neuhofer, M. Regler gegründet. Die Konferenz wird alle drei Jahre in Wien veranstaltet. Die 11. Konferenz (VCI 07) findet von Februar 2007 an der TU Wien statt. Die Topics der 11. Konferenz sind Teilchendetektoren und damit in Zusammenhang stehende Elektronik für die Elementarteilchen- und Kernphysik Astrophysik Synchrotronstrahlung und Neutronenstreuung Anwendungen in Biologie und Medizin Üblicherweise nehmen Teilnehmer aus ca. 25 Ländern an der Konferenz teil. HEPHY, Oktober 2006 M. Krammer

9 Fachbereich Halbleiterdetektoren
Fachbereichsleiter: M. Krammer Mitarbeiter: W. Adam, Th. Bergauer , M. Dragicevic, St. Hänsel, J. Hrubec , M. Oberegger, M. Regler, D. Uhl Abgeschlossene Projekte: VFT DELPHI ( ) Very Forward Tracker, Teil des DELPHI Vertexdetektors RD20 ( ) Development of High Resolution Si Strip Detectors for the LHC RD42 ( ) Development of Diamond Tracking Detectors for the LHC Derzeitige Projekte: CMS Inner Tracker (seit 1996) Silizium-Streifendetektorsystem von CMS Beteiligung am Design der Sensoren und des Gesamtsystems Verantwortlich für die Qualitätskontrolle der Silizium-Sensoren Testcenter für Sensoren und Prozesskontrolle an Teststrukturen Verantwortlich für die Produktion, Logistik und Qualität der Detektormodule für die Tracker-Endkappen Assemblierung, Bonden und Tests der R2 TEC-Module (ca. 650 Stk.) Mitarbeit bei Installation und Kommissionierung des CMS Inner Tracker SiLC (seit 2003) Silicon for the Linear Collider Forschungs- und Entwicklungsprojekt mit dem Ziel, Siliziumdetektoren für LC-Experimente zu entwickeln Geplante zukünftige Projekte: SLHC Upgrade Beteiligung am Upgrade des CMS Inner Tracker für den Betrieb am SLHC HEPHY, Oktober 2006 M. Krammer

10 Fachbereich ASE Aufgaben: Mitglieder: Forschungsgebiete:
Entwicklung von Algorithmen und Software zur Datenanalyse Mitglieder: R. Frühwirth, D. Liko (Karenz), W. Mitaroff, M. Regler, G. Richter, W. Waltenberger, E. Widl Forschungsgebiete: Adaptive und robuste Schätzer zur Spurrekonstruktion Mischungsmodelle Vertexrekonstruktion und B-Physik Entwicklungen: DELPHI-FCA: Mustererkennung, Spurfit, Alignment, Kalibration Belle: Spurfit, Vertexfit CMS Tracker: Spurfit, Vertexfit, Alignment ILC: Vertex toolkit, Detector toy Publikationen: Über 30 Zeitschriftenartikel, zahlreiche Konferenzbeiträge Ausbildung: 6 Diplomarbeiten; 4 Dissertationen abgeschlossen, 2 in Arbeit

11 Elektronik 2 CMS BELLE Weit. Proj ?
M.Pernicka M.Friedl C.Irmler (60%) J.Pirker (80%) S.Schmid H.Steininger Arbeitsbericht über die letzten 5 Jahre CMS Pixel-Auslesesystem: Für rund 60*Mil. Pixel,Pos.proz. Fehlererkennung, 3 fache FIFO Kette,80Mhz/64+1 Data Analoger Optohybrid für Tracker und Pixel rund in Wien in Zusammenarbeit mit Kapsch prod. und getestet. BELLE SVD2.0-Auslesesystem mit einfachen Spurentrigger aktiv SVD2.5 Upgrade, derzeit auf der innersten Lage von von SVD2 .zwischen % occupancy. Abhilfe: Verwendung vom APV25 (schlechter S/N) setzt daher kurze Verbindung Det. APV25 voraus – und Messung der Zeit des Hits. RMS von 2ns! Komplete Auslesekette existiert mit den Ergebnissen Testruns. Funkenkammer: Für TM und Ausstel. Cooling Box-System für CMS Si Det. bis-20 Grad Computer gesteuert, verteilt an 10 Inst. Flex-Hybrid: für beidseit. Si. Det.Für BELLE getestet S/N 16, offen Wärmeabfuhr und Einfluss von rund 8%, zusätzl. Material auf Streuung im Vergleich zu langen Fan-outs Weit. Proj APV25 100µm ? Isolator materialarm Si. Det x+y Si.det x,z