Beidseitige Auslese an OPERA Driftröhren Modulen

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1 Beidseitige Auslese an OPERA Driftröhren Modulen DPG Frühjahrstagung 2012, Göttingen Institut für Experimentalphysik Universität Hamburg Benjamin Büttner

2 Übersicht OPERA Detektor und Driftröhren Der Teststand Messprinzip Messprogramm Ergebnisse usammenfassung 2/31

3 OPERA Detektor Nachweis der Neutrinooszillation Entstehendes Tau zerfällt in Myon, Elektron oder Hadronen Myon Tracker mit Magnet Spektrometer weist die Spur der entstandenen Myonen nach In Untergrundlabor 3/31

4 OPERA Driftröhren Teil des Myon Trackers Module 8 m lang Röhren Spurauflösung 300 µm Auslese nur von einer Seite Ortsinformation entlang der Röhren aus RPCs 4/31

5 Mehrdeutigkeiten der Spuren keine Detektorkomponente liefert 3D Daten Driftröhren, RPC RPC 5/31

6 Mehrdeutigkeiten der Spuren keine Detektorkomponente liefert 3D Daten Driftröhren, RPC RPC 6/31

7 Mehrdeutigkeiten der Spuren keine Detektorkomponente liefert 3D Daten Driftröhren, RPC oder RPC usammenführen der Projektionen bei mehr als einem Teilchen nicht immer eindeutig möglich 7/31

8 Mehrdeutigkeiten der Spuren Driftröhren, RPC oder RPC 8/31

9 Mehrdeutigkeiten der Spuren Driftröhren, RPC oder Driftröhren, RPC 9/31

10 Mehrdeutigkeiten der Spuren Driftröhren, RPC oder Driftröhren, RPC 10/31

11 Mehrdeutigkeiten der Spuren Driftröhren, RPC oder Driftröhren, RPC 11/31

12 Mehrdeutigkeiten der Spuren Driftröhren, RPC oder Driftröhren, RPC Hinweis auf richtige uordnung der Ebenen bei beidseitiger Auslese 12/31

13 Driftröhren Driftgas wird bei Teilchendurchgang ionisiert Bei OPERA 80% Ar und 20% CO2 Druck: 1005 mbar Rohrdurchmesser: 28 mm 13/31

14 Der Teststand 14/31

15 Der Teststand: Triggersystem zwei Szintillatoren in Koinzidenz 10 cm Blei dazwischen => nur minimal ionisierende Teilchen triggern Module Szintillatoren Messung entlang der Rohre Blei 15/31

16 Messprinzip: Ort Teilchendurchgang t1 t2 Driftröhre Driftzeitdifferenz: t = (tdrift + t1 ) (tdrift + t2 ) = t1 t2 Teilchendurchgang entlang der Röhren aus Driftzeitdifferenz berechenbar iel: 3D Rekonstuktion mit nur einer Röhrenebene 16/31

17 Messprinzip: Driftzeit Teilchendurchgang t1 t2 Driftröhre L t1,mess = t1 + tdrift und t2,mess = t2 + tdrift t1,mess + t2,mess = 2 tdrift + (t1 + t2 ) konst. reine Driftzeit berechenbar 17/31

18 Messprogramm Bestimmung der optimalen Betriebsparameter Röhrenhochspannung Diskriminator Schwelle Messungen an verschiedenen Positionen Bei optimalen Betriebsparametern (2650 V Röhrenspannung, 70 mv Diskriminatorschwelle) Bei OPERA Betriebsparametern (2450 V Röhrenspannung, 100 mv Diskriminatorschwelle) 18/31

19 Ergebnisse: Ort Driftröhren 19/31

20 Ergebnisse: Ort 20/31

21 Ergebnisse: Ort Szintillator Position 2 Driftzeitdifferenzen 21/31

22 Ergebnisse: Ort Szintillator Position 2 Driftzeitdifferenzen Szintillator Position 3 22/31

23 Ergebnisse: Ort vdraht,lr : (29±1) cm/ns bei 2650 V Anodenspannung und 70 mv Diskriminatorschwelle vdraht,mess: (29±1) cm/ns 23/31

24 Ergebnisse: Ort Ortsauflösung: ca. 50 cm 24/31

25 Ergebnisse: Driftzeit 25/31

26 Ergebnisse: Driftzeit 26/31

27 Ergebnisse: Driftzeit 27/31

28 Ergebnisse: Driftzeit Position 2 ( 285,0 cm) 28/31

29 Ergebnisse: Driftzeit Position 2 ( 285,0 cm) Position 1 ( 84,8 cm) 29/31

30 Ergebnisse: Driftzeit Position 3 (90,9 cm) Position 4 (284,8 cm) 30/31

31 usammenfassung Beidseitige Auslese liefert Korrekturen für Spurrekonstruktion Ort entlang der Rohre und reine Driftzeit allein aus Driftröhreninformation Ortsauflösung entlang der Rohre ca. 50 cm Auflösung reicht um Mehrdeutigkeiten in der Spurrekonstruktion aufzulösen 31/31