German Title: Entwicklung der Auslesekammer vom ALICE Übergangsstrahlungsdetector und die Einschätzung seiner Physikverhalten im Quarkonium Sektor

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Abstract

In the central barrel of the ALICE detector, resonances are proved, among other channels,through their electronic decays. Doing so, the abundantly produced pions make the electrons identification complicated. Therefore the adoption of an electron-pion separator, like the Transition Radiation Detector (TRD), is of particular importance. This thesis went along with the first real dimension TRD prototype from the first theoretical considerations of its readout chamber over testing it for its mechanical and electrostatical stability up to determining its pion rejection capability. It was shown that the prototype is stabile, both mechanically and electrostatically. With 90% of the electrons identifide, the TRD allows to reject 98% of the pions for particles with momenta at 2~GeV/c. The gained data were implemented in a fast simulations package, which includes three of the ALICE central detectors: ITS, TPC, and TRD. With 3.8 x 10^{-3} of the central events recorded in one ALICE year, the detector physics performance was studied in the Quarkonium sector. The pion rejection was considered with and without a TRD contribution. It was found that only with the TRD it will be possible to detect the Quarkonium resonances significantly. The significance of the recorded signal is at the level of 95% of an ideal situation where the pions are perfectly identified.

Translation of abstract (German)

Im zentralen Bereich des ALICE Detektors werden Resonanzen, u. a., durch ihre elektronischen Zerfälle nachgewiesen. Dabei wird ihre Identifikation durch die reichlich produzierten Pionen enorm erschwert. Daher ist die Einführung eines Electronen-Pionen Trenners wie des Übergangsstarhlungsdetektors (TRD)von bedeutender Wichtigkeit. Diese Arbeit begleitete die Entwicklung und den Bau eines maßtabsgetreuen TRD Prototypen von den ersten theoretischen Überlegungen über seine Überprüfung auf mechanische und electrostatische Stabilität bis hin zu der Prüfung seiner Tauglichkeit, zwischen Electronen und Pionen zu unterscheiden. Es wurde gezeigt, dass der gebaute Prototyp sowohl mechanisch als auch electrostatisch stabil ist. Mit 90% identifizierten Elektronen, er ist in der lage 98% der Pionen mit Impulsen von 2~GeV/c zu unterdrücken. Die so gewonnenen Daten sind dann in einem Simulationspaket implementiert worden, das drei der ALICE zentralen Einzeldetektoren beschreibt: ITS, TPC und TRD. Mit dem 3.8 x 10^{-3}-fache der zentralen Ereignisse in einem ALICE-Jahr, wurde das Verhalten der Detektoren im Quarkonium Sektor untersucht. Die Pionen-Unterdrückungsrate mit und ohne einen TRD Beitrag wurden berücksichtigt. Es wurde gefunden, dass eine signifikante Messung der Quarkonium Zustände nur mit einem TRD Beitrag möglich ist. Die Signifikanz der resultierenden Signale beträgt 95% eines idealen Zustandes, in dem die Pionen zu 100% identifiziert worden sind.