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Measurement of Open Charm in 158 AGeV/c Pb-Au Collisions

Ludolphs, Wilrid

German Title: Open Charm Analyse in 158 AGeV/c Pb-Au Kollisionen

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Abstract

Diese Doktorarbeit beinhaltet die Messung einer oberen Grenze für die Produktionsrate von Open Charm Mesonen in 158 AGeV/c Pb-Au Kollisionen mit dem CERES Spektrometer bei einer Zentralität von 7%. Es wird die Entwicklung einer Rekonstruktionsmethode für Sekundärteilchen vorgestellt, die auf der Rekonstruktion des Zerfallsvertex beruht. Die Methode wird mit dem Zerfall K0short -> Pi+ Pi- als Referenzmessung getestet. Eine integrale Rapiditätsdichte von dN/dy = 19.75 +- 0.23(stat) +- 1.70(syst) wird für das K0short Meson im Rapiditätsbereich 2.0 < y < 2.6 gemessen und mit den Ergebnissen einer alternativen CERES Messung und den Messungen der NA49 und NA57 Kollaborationen verglichen. Eine genaue Untersuchung des kombinatorischen Untergrundes und der Resonanzen, die zusätzlich zu dem invarianten Massenspektrum beitragen, ist für die Analyse des Zerfalls D0bar -> K+ Pi- unerlässlich. Eine vermehrte Open Charm Produktionrate von mehr als einem Faktor 22 kann bei einem Konfidenzniveau von 98% ausgeschlossen werden. Dieser Faktor bezieht sich auf die in Kern-Kern Stößen erwartete Open Charm Produktionsrate von <D0bar> = 0.21 pro Ereignis, die durch Skalierung des Charm Wirkungsquerschnitts in Proton-Proton Stößen mit der Anzahl der binären Kollisionen gegeben ist. Der erste Teil dieser Doktorabeit befasst sich mit der Entwicklung eines Algorithmus zur Mustererkennung in der CERES TPC. Ferner wird eine detaillierte Beschreibung der Kalibration der TPC präsentiert. Mit der neuen Kalibration wird eine Ortsauflösung von sigma_(r Dphi) = 340 um und sigma_(Dr) = 640 um erreicht, sowie eine Impulsauflösung von Dp/p = 5.4% bei einem für das D0bar Meson relevanten Impuls von p = 5 GeV/c.

Translation of abstract (English)

This thesis presents a measurement of an upper limit for the open charm yield in 158 AGeV/c Pb-Au collisions with the CERES spectrometer at 7% centrality. A secondary particle reconstruction scheme, based on the reconstruction of the decay vertex, is developed and tested using the decay K0short -> Pi+ Pi- as a reference measurement. An integrated K0short rapidity density of dN/dy = 19.75 +- 0.23(stat) +- 1.70(syst) is measured in the rapidity region 2.0 < y < 2.6 and compared to results from an alternative analysis of the CERES data and results from the NA49 and NA57 collaborations. The analysis of the decay D0bar -> K+ Pi- requires careful study of the combinatorial background and resonances contributing to the invariant mass spectrum. An open charm enhancement of more than a factor 22 can be excluded at 98% confidence level. The enhancement is calculated with respect to the expected open charm yield in nucleus-nucleus collisions of <D0bar> = 0.21 per event, obtained by scaling the charm cross-section in proton-proton collisions with the number of binary collisions. The first part of this thesis is devoted to the development of a hit finding algorithm for the CERES TPC. Furthermore, a detailed description of the calibration of the TPC is presented. A position resolution of sigma_(r Dphi) = 340 um and sigma_(Dr) = 640 um is achieved with the new calibration, with a momentum resolution of Dp/p = 5.4% at p = 5 GeV/c, the momentum region relevant for the D0bar meson.

Item Type: Dissertation
Supervisor: Dr. Johanna Stachel, Prof.
Date of thesis defense: 15. February 2006
Date Deposited: 23. Feb 2006 12:05
Date: 2006
Faculties / Institutes: The Faculty of Physics and Astronomy > Institute of Physics
Subjects: 530 Physics
Uncontrolled Keywords: Open Charm , obere Grenze , 158 AGeV/c Pb-Au Kollisionen , K0 Rapiditätsdichte , K0 inverser Steigungsparameter , Vertexrekonstruktionopen charm , upper limit , 158 AGeV/c Pb-Au collisions , K0 rapidity density , K0 inverse slope parameter , vertex reconstruction , TPC calibration
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