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The readout system of the HERA-B Inner Tracker and prospects of HERA-B in the field of Drell-Yan physics

Gradl, Wolfgang

German Title: Das Auslesesystem des Inneren Spurkammersystems des HERA-B Detektors und Drell-Yan Physik mit dem HERA-B Detektor

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Abstract

The HERA-B experiment at the HERA accelerator at DESY is designed and built to measure CP violation in the system of neutral B mesons. One sub-detector is the Inner Tracker, which is built of Micro-Strip Gas Chambers with Gas Electron Multiplier (GEM-MSGC) with about 120,000 readout channels. Using results of test beam experiments, the readout system of the Inner Tracker was finalised in its design. At HERA-B, it was extended from small test installations to the full system during the installation 1999/2000. The software needed for the processing of the raw data was developed. This thesis describes the readout hardware and software in use at HERA-B and the steps needed for commissioning. Results from the first year of running at HERA-B are reported. In a second part of this thesis, the prospects of HERA-B to contribute to the field of Drell-Yan physics are evaluated, where significant deviations from the predictions of perturbative QCD were observed. Starting from an analysis of the di-muon triggered data of the run period 2000, the expected number of high-mass muon pairs produced by the Drell-Yan process is extrapolated. With a conservative estimate of the outcome of the detector and trigger improvements, about 26,000 high-mass Drell-Yan pairs are expected for the run period 2002. Although the measurement will be difficult due to the low number of events at higher transverse momentum, this will allow a first measurement of the angular distributions of Drell-Yan pairs produced in pN collisions.

Translation of abstract (English)

Das Experiment HERA-B am Speicherring HERA ist geplant worden, um die Verletzung der CP-Symmetrie im System der neutralen B-Mesonen zu messen. Eine der Hauptkomponenten des Detektors ist das Innere Spurkammersystem, das aus Mikrostreifen-Gaszählern mit einer GEM-Folie (GEM-MSGC) aufgebaut ist. Das Innere Spurkammersystem hat ungefähr 120.000 analoge Auslesekanäle. Das Design des Auslesesystems für die Inneren Spurkammern wurde nach ausführlichen Systemtests festgelegt. Bei HERA-B wurde das Auslesesystem im Laufe der Jahre 1999/2000 von kleinen Testinstallationen zum vollständigen System für die gesamten Inneren Spurkammern ausgebaut und erfolgreich in Betrieb genommen. Ebenso wurde die zum Aufbereiten der Rohdaten benötigte Software wurde entwickelt. Diese Arbeit beschreibt Hard- und Software des bei HERA-B eingesetzten Auslesesystems und die zur Inbetriebnahme nötigen Tests. Ergebnisse aus dem ersten Betriebsjahr werden berichtet. In einem zweiten Teil werden die Aussichten von HERA-B untersucht, einen Beitrag zum Feld der Drell-Yan Physik zu leisten. Hier wurden in früheren Experimenten signifikante Abweichungen von den Vorhersagen der perturbativen QCD festgestellt. Ausgehend von einer Analyse der im Jahr 2000 aufgenommenen Di-Myon Daten wird die erwartete Zahl von Drell-Yan Myon-Paaren für das Betriebsjahr 2002 abgeschätzt; mit konservativen Annahmen über den Zustand des Detektors nach dem Luminositäts-Upgrade von HERA werden etwa 26.000 Myon-Paare mit hohen invarianten Massen erwartet. Nur eine geringe Zahl von Ereignissen in diesem Massenbereich wird auch einen großen Transversalimpuls haben. Dennoch wird eine erste signifikante Messung der Winkelverteilung der in pN-Kollisionen erzeugten Drell-Yan Paare möglich sein.

Item Type: Dissertation
Supervisor: Eisele, Prof. Dr. Franz
Date of thesis defense: 18 July 2001
Date Deposited: 21 Aug 2001 00:00
Date: 2001
Faculties / Institutes: The Faculty of Physics and Astronomy > Institute of Physics
Subjects: 530 Physics
Controlled Keywords: HERA-B <Teilchendetektor>, Spurdetektor, Protoneninduzierte Kernreaktion
Uncontrolled Keywords: Drell-Yan ProzeßTracking Detector , Readout System , Drell-Yan Process
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