dhcal untersuchungen lavinia thimm cern projektwochen 2014
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DHCAL Untersuchungen
Lavinia ThimmCERN Projektwochen 2014
Detektivarbeit
230.10.2014 Lavinia Thimm
►Fall übernehmen Ziel Rahmenbedingungen
►Spurensuche
►Kombinieren
►Schlussfolgerung
Fall übernehmenFall übernehmen Ziel:
Welche Energie? Welches Teilchen?
??
??
Starkes Magnetfeld
Kalorimeter
Geladenes Teilchen + Masse/Impuls → Energie
P = mv = qBr
E = √(m₀c²)²+p²c²
→ → ziemlich genaue Energie!!ziemlich genaue Energie!!
330.10.2014 Lavinia Thimm
Rahmenbedingungen: Detektor DHCAL
- Prototyp:Hadronisches Kalorimeter (starke Wechselwirkung)
- Sandwich Aufbau:Abwechselnd RPC – Detektoren / (1cm) Wolfram – Absorber
- 54 Lagen, 1 x 1 cm Panels → sehr genaue Schauerstruktur(500 000 Auslesekanäle)
RPC
430.10.2014 Lavinia Thimm
Versuchsaufbau:
Unterscheidung von Pionen und Elektronen
DHCAL
530.10.2014 Lavinia Thimm
SpurensucheSpurensuche
Schauer untersuchen →bestimmtem Teilchen zuordnen
Elektron (7 GeV) Myon (80GeV)
Pion (80 GeV)
630.10.2014 Lavinia Thimm
In Anwendung:Totale Anzahl der Hits gegen den centerLayer ( 7 GeV )
Myonen
Pionen &Elektronen
730.10.2014 Lavinia Thimm
Variablen Elektronen Pionen MyonenCenterLayerZentrale Lage der Hits
Klein→ am Anfang gestoppt
Größer→ großer hadr. Schauer
~ Mitte → durch ganzen Detektor
HitDensitynHits/aktive Layer
Hoch→ kleiner elek.mag. Schauer
Kleiner→ großer hadr. Schauer
~1 – 2→ Myon trifft Ausleseplatz
Cherenkov(niedrige E)Nur von e- aktiv
Löst aus→ kleine Masse
Löst nicht aus→ größere Masse
Nicht → wie Pion
Interaction-LayerAnfang d. Schauers
Klein [<2]→ am Anfang gestoppt
Etwas größer[>=2]→ weiter als e-
-1→ kann Algo eig. nicht ermitteln
Klassifizierung von Teilchen:
830.10.2014 Lavinia Thimm
Elektronen
→ hohe Dichte
Myonen
→ gerade durch
Pionen
→ großer Schauer, niedrige Dichte
Total (7 GeV)
Anteile der einzelnen Teilchen:
930.10.2014 Lavinia Thimm
Kombination
1. Daten der versch. Teilchen trennen ( → Eigensch. Spurensuche nutzen )
2. Pro gemessener Energie :→ Alle Messungen addieren→ Mittelwert (Anzahl der Hits)
1030.10.2014 Lavinia Thimm
Mittelwert finden – Beispiel Pion [kalibrierte nHits]
1130.10.2014 Lavinia Thimm
Kombination
1. Daten der versch. Teilchen trennen ( → Eigensch. Spurensuche nutzen )
2. Pro gemessener Energie :→ Alle Messungen addieren→ Mittelwert (Anzahl der Hits)
3. Funktion: Energie → Mittelwert Hits finden
1230.10.2014 Lavinia Thimm
Hits
Energie [ GeV ] 1330.10.2014 Lavinia Thimm
Pionen:
Kombination
1. Daten der versch. Teilchen trennen ( → Eigensch. Spurensuche nutzen )
2. Pro gemessener Energie :→ Alle Messungen addieren→ Mittelwert (Anzahl der Hits)
3. Funktion: Energie → Mittelwert Hits finden
4. Umkehrfunktion finden
Funktion nHits → Energie
1430.10.2014 Lavinia Thimm
SchlussfolgerungSchlussfolgerungWelches Teilchen?
Welche Energie?
→ Umkehrfunktionen
Pionen:
Elektronen: Myonen: nicht sinnvoll
(nicht gestoppt)
E=0,0212⋅nHits1,2935GeV
E=0,0188⋅nHits1,4725GeV
??
??
??
50 GeV50 GeV
Schnitte
Gemessene nHits
1530.10.2014 Lavinia Thimm
Quellen:Quellen:
https://twiki.cern.ch/twiki/pub/CALICE/CaliceAnalysisNotes/CAN-039.pdf
http://erlangen.physicsmasterclasses.org/exp_detek/exp_detek_magnetfeld.html
http://www.smileyland.com/shop_images/Smiley_Face_Adult_Sweatshirt.jpg