Development of software alignment algorithms and optimization of the luminosity extraction via alignment of the \(\bar {P}\)ANDA luminosity detector

  • To measure key parameters of charmonium resonances, the \(\bar {P}\)ANDA detector and experiment will be built. Due to the high momentum resolution of the HESR, it is ideally suited for the energy scan method. To normalize measurements and determine absolute cross sections, the time integrated and absolute luminosities are required. They will be measured and monitored with the PANDA Luminosity Detector. Even small deviations of the sensors from their design positions result in a large deterioration of the luminosity. Therefore the actual positions of the sensors must be determined very precisely and their misalignment must be accounted for during hit reconstruction. The LMD is constructed modularly and the misalignment of three separate sub-assemblies can be determined and corrected for independently. Specialized software algorithms were developed for their alignment. The influence of thusly corrected misalignment has been studied and the luminosity can be determined with an uncertainty below 1%.
  • Für die Vermessung bekannter und möglicher neuer Charmonium Zustände wird das \(\bar {P}\)ANDA-Experiment bei FAIR gebaut. Die hohe Impulsauflösung des beschleunigten Antiprotonenstrahls ermöglicht Messungen per Energy-Scan-Methode mit beispielloser Genauigkeit. Zur Normierung und Bestimmung der Wechselwirkungsquerschnitte ist die Kenntnis der Zeit-integrierten und absoluten Luminosität erforderlich, was mit dem Luminositätsdetektor erreicht wird. Bereits kleine Fehlausrichtungen seiner Sensoren führen zu großen Abweichungen der Luminosität, weswegen die Istposition präzise bestimmt und korrigiert werden muss. Der Detektor ist modular in drei Braugruppen aufgebaut, deren Positionen voneinander unabhängig bestimmt und korrigiert werden können. Für jede wurde ein Software Alignment Algorithmus entwickelt. Der Einfluss von so korrigierter Fehlausrichtung auf die Genauigkeit der Luminositätsbestimmung wurde untersucht. Die Luminosität lässt sich mit einer Unsicherheit von weniger als 1% bestimmen.

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Metadaten
Author:Roman KlasenGND
URN:urn:nbn:de:hbz:294-85869
DOI:https://doi.org/10.13154/294-8586
Referee:Miriam FritschGND, Wolfgang GradlGND
Document Type:Doctoral Thesis
Language:English
Date of Publication (online):2022/02/14
Date of first Publication:2022/02/14
Publishing Institution:Ruhr-Universität Bochum, Universitätsbibliothek
Granting Institution:Ruhr-Universität Bochum, Fakultät für Physik und Astronomie
Date of final exam:2021/07/15
Creating Corporation:Fakultät für Physik und Astronomie
GND-Keyword:PANDA Experiment; Hadronenspektroskopie; Luminosität (Elementarteilchenphysik); Teilchenbeschleuniger; Charmonium
Dewey Decimal Classification:Naturwissenschaften und Mathematik / Physik
faculties:Fakultät für Physik und Astronomie
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