Deutsche Übersetzung des Titels: Schnelle Spurrekonstruktion für den High Level Trigger des LHCb Experiments

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Abstract

This work presents an algorithm for fast track reconstruction in the main tracking stations for the lowest level of the LHCb software trigger. True signals of the hardware trigger are confirmed by a track with an efficiency of larger than 95% within 1 ms. The tracking algorithm improves the momentum resolution of the trigger objects significantly and can thus be used to reduce the trigger rate by a factor of two with almost no loss in efficiency. The trigger sequence based on the fast track reconstruction in the main tracker developed within this thesis is a complimentary approach to the existing vertex detector based trigger sequence. It yields comparable efficiency and retention rates. The new approach significantly improves the overall robustness of the LHCb trigger system. A detailed evaluation of its performance is presented here. Additionally the complete software trigger for muons has been rewritten and optimized. It now allows to trigger events without affecting the B meson lifetime dependent acceptance nor the angular dependent acceptance of its decay products. This is crucial for the analysis of the CP violation in the decay Bs-->J/psi phi, one of the key measurements of the LHCb physics program.

Übersetzung des Abstracts (Deutsch)

In der vorliegenden Arbeit werden Algorithmen für die schnelle Spurrekonstruktion in den Hauptspurkammern des LHCb Detektors für die niedrigste Stufe des Software-Triggers vorgestellt. Signalereignisse, welche vom Hardware-Trigger selektiert wurden, werden innerhalb von 1 ms mit einer Effizienz von über 95% bestätigt. Der Spurfindungsalgorithmus verbessert die Impulsauflösung signifikant, daher kann fast ohne Effizienzverlust die Triggerrate halbiert werden. Die in dieser Arbeit entwickelte Triggersequenz, basierend auf der schnellen Spurrekonstruktion in den Hauptspurkammern, ist ein komplementärer Ansatz zur existierenden Triggersequenz, welche auf dem Vertex-Detektor basiert. Die hier präsentierte Sequenz zeigt vergleichbare Signaleffizienzen und Untergrundraten. Der neue Ansatz erhöht daher deutlich die Stabilität des Triggersystems von LHCb. Es wird eine detaillierte Auswertung seiner Leistung präsentiert. Weiterhin wurde der gesamte Software-Trigger für Myonen derart umgeschrieben und optimiert, dass es nun möglich ist, B-Mesonen zu selektieren, ohne die Lebensdauer und Zerfallswinkel abhängige Akzeptanz zu modifizieren. Dies ist eine wesentliche Voraussetzung der Analyse von CP-Verletzung im Kanal Bs-->J/psi phi, eine der Schlüsselanalysen im Physikprogramm des LHCb Experimentes.