Präzisionsmessung am ATLAS
Myonspektrometer
Vortrag zur
55. Jahrestagung der
Österreichischen Physikalischen Gesellschaft
Katharina Mair, September 2005
Der ATLAS Detektor
A Toroidal LHC ApparatuS
o Anforderungen:
o Motivation: Suche nach
o dem Higgs-Teilchen
o supersymmetrischen Teilchen
o schweren Quarks (t, b) und Leptonen
o ATLAS in Zahlen:
Myon
Detektoren
o e- und μ –Identifikation
o Hadronen-Jet-Messung
o Neutrinos ("missing energy")
Elektromagnetisches
Kalorimeter
Endkappen
Toroid
o Größe: 50m x 24m
o Spurdetektor: 80 Mio. Pixel,
BARREL
6 Mio. Streifen
ENDKAPPE
o Solenoid-Magnet: 2 T
o Flüssig Argon-Kalorimeter:
o 170 000 Kaptonelektroden
o Hadron-Kalorimeter:
o 10 000 Szintillatorkanäle
o Myonspektrometer:
Barrel
Innerer Solenoid
Toroid
o 370 000 Driftrohre
Spuro Toroid-Magnet:
0.5T
Detektor
ÖPG, September 2005
Katharina Mair
ENDKAPPE
Hadronen
Kalorimeter
50x24 m
2/10
Die ATLAS Kaverne
ÖPG, September 2005
Katharina Mair
3/10
Das ATLAS Myonspektrometer
o Impulsmessung über Ablenkung der Teilchenspur im Magnetfeld
3-Punkt-Spur-Rekonstruktion
o Triggerkammern für rigorose Spur-Rekonstruktion:
RPC und TGC: ~ 3 x 3 cm² Pads
o Hochpräzisions-Driftkammern für präzise Spur-Rekonstruktion
Monitored Drift Tubes (MDT)
p~
B • L²
26,4 •S
S...Sagitta
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 Punkt
o Präzise Kontrolle der Kammerpositionen über 20 m
ÖPG, September 2005
Katharina Mair
4/10
Präzisionsmessung mit Driftrohren
o Prinzip der Monitored Drift Tubes: MDT
o 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
ÖPG, September 2005
Katharina Mair
5/10
Drifttkammern
des ATLAS Myonspektrometers
o 2 x 3 Lagen aus Driftrohren:
o eindeutige Rekonstruktion für Spur-Segment
o Auflösiung einer Driftkammer < 50 m
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
ÖPG, September 2005
Katharina Mair
6/10
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  Schachbrettmuster
o Binär verschlüsselte Positionsangaben
o Quadratgröße: 85 - 135m
o Schwarz-Weiß-Folge für Feinbestimmung: bis zu 1 m (Laborbedingungen)
ÖPG, September 2005
Katharina Mair
7/10
Alignment System in der Endkappe
o Sicht-Linien in der Endkappe
o Referenz-Netz aus AlignmentBars (A. Schricker, 2002)
o jede Kammerposition auf
20 m genau bestimmt
BARREL
ENDKAPPE
ÖPG, September 2005
Katharina Mair
ENDKAPPE
8/10
Überprüfung der Präzision des
Alignment Systems
7m
7m
1,5m
1,5m
Szintilator
Trigger
Streumaterial
o Alignment System versus
Spur-Rekonstruktion
o Am Test-Strahl (2003)
o Sagitta erzwungen durch
Verschieben einer Kammer
n_entries
original
run
mean [mu]
error [mu]
r700334
-243.2
1.4
r700336
-238.5
1.3
t700338
-225.0
1.2
corrected
sag[cm]
ÖPG, September 2005
Katharina Mair
9/10
.... und es wird wirklich gebaut !
ÖPG, September 2005
Katharina Mair
10/10

ATLAS Myonspektrometer