English Title: Performance Study of the HERA-B Vertexdetector and Search for Semi-leptonic Charm-Decays

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Abstract

Das HERA-B Experiment, welches ursprünglich zur Messung der CP-Verletzung im B-System ausgelegt wurde, besitzt ein hochauflösendes Vertexdetektorsystem (VDS), das Anfang 2000 seine volle Leistungsfähigkeit erreicht hat. Die im Rahmen dieser Arbeit durchgeführten Qualitätskontrollen der in Modulen integrierten Siliziumstreifenzähler des VDS an einem Laserteststand werden diskutiert. Die gemessenen geringen Anstiege der Leckströme der in HERA-B eingebauten Module zeigt, daß die Detektoren noch keine signifikanten Strahlenschäden erfahren haben. Dies wird durch eine Messung der Depletionsspannungen eines ausgebauten Detektors bestätigt. Die bestimmte Schädigungskonstante alpha der Siliziumstreifenzähler beträgt alpha=(0.5+-0.1)*10^-17 A/cm bei 0 Grad Celsius und ist in guter Übereinstimmung mit der Literatur. Leistungsmerkmale, wie die Primärvertexauflösung und die Zerfallslängenauflösung, werden bestimmt. Das VDS entpricht den Designvorgaben. In Vorbereitung auf das Meßprogramm im Jahre 2002, welches die Messung des bbar-Wirkungsquerschnittes und Studien der Charmonium-Produktion vorsieht, wird die Unterdrückung von doppelt semileptonisch zerfallendem offenen Charm (ccbar->mu+mu-) relativ zu direkt produzierten J/Psi-Mesonen (J/Psi->mu+mu-) durch Ereignisfilter und Analyseschnitte bestimmt. Es zeigt sich, daß nach sämtlichen Analyseschnitten nur noch wenige ccbar->mu+mu- Ereignisse als Untergrund übrig bleiben, dieser aber bei scheinbaren Zerfallslängen von mehr als 2 mm signifikant wird. Eine direkte Suche nach semileptonischen D-Zerfällen in den Daten des Jahres 2000 zeigt, daß für die Isolierung eines Signals restriktive Auswahlkriterien notwendig sind und die Datenmenge dafür bisher marginal ist. Einige Kandidaten werden vorgestellt.

Translation of abstract (English)

The HERA-B experiment, originally designed to study CP-Vilolation in the B-System, features a high resolution vertex detector system (VDS). It reached its design performance in the beginning of the year 2000. The qualitiy control of the silicon strip detector modules of the VDS using a laser-teststand, carried out within the scope of this thesis, is discussed. The small changes in leakage currents observed in all installed silicon detectors show that the radiation damage so far is insignificant. This is confirmend by depletion voltage measurements of a deinstalled detector using a laser beam. The damage constant alpha was measured to be alpha=(0.5+-0.1)*10^-17 A/cm at 0 degree Centigrade. which is in good agreement with literature. Benchmark quantities such as the primary vertex resolution and decaylength resolution were determined. The VDS performs according to the design specifications. In preparation of the HERA-B physics program of the year 2002, which envisions the measurement of the bbar-cross-section and studies of charm-production, the suppression of double semi-leptonic open charm (ccbar->mu+mu-) with respect to prompt J/Psi-meson decays (J/Psi->mu+mu-) by the trigger and analysis cuts is determined. Although after all cuts only few ccbar->mu+mu- events remain this background becomes significant at apparent decay length of more than 2 mm. A direct search for semi-leptonic D-decays in the data of the year 2000 shows that restictive selection criteria are needed to isolate the signal and that the data collected so far is marginal. Some candidates are presented.