Die Alignment-Strategie des OPERA Precision Trackers. Christoph Göllnitz Institut für Experimentalphysik Universität Hamburg DPG-Tagung, München 2009

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1 Die Alignment-Strategie des OPERA Precision Trackers Christoph Göllnitz Institut für Experimentalphysik Universität Hamburg DPG-Tagung, München /15

2 Übersicht: OPERA Precision Tracker Alignment-Prozedur Alignment mit optischer Messmethode Alignment durch gerade Spuren Mathematische Grundlagen Ergebnisse Translation und Rotation Zusammenfassung und Ausblick 2/15

3 Der OPERA Precision Tracker Ziel von OPERA: direkter Nachweis von ν μ ν τ Oszillation (Appearance-Experiment) Oszi νµ llati ν on ντ τ Detektorkonzept: τ-topologie durch Photoemulsionen Kinematik der Zerfallsprodukte durch Myonspektrometer (Magnet, RPC, PT) ν µ X Detektor im Untergrundlabor 3/15

4 Der OPERA Precision Tracker Ziel von OPERA: direkter Nachweis von ν μ ν τ Oszillation (Appearance-Experiment) Oszi νµ llati ν on ντ τ Detektorkonzept: τ-topologie durch Photoemulsionen Kinematik der Zerfallsprodukte durch Myonspektrometer (Magnet, RPC, PT) ν µ X Der Precision Tracker: - besteht aus ca Driftröhren - in 12 Wänden mit je 4 Lagen - Länge der Röhren ca. 8m Detektor im Untergrundlabor Reduktion der Zahl kosmischer Myonen auf Geringe Statistik fürs Alignment. 4/15

5 Übersicht der Alignment-Prozedur Prozedur: Daten vom Theodoliten Kontrolle Spur-Rekonstruktion Software-Alignment Kontrolle ξn ξm Alignment von Doppelwänden ξ R... 5/15

6 Positionsbestimmung mittels Theodolit Winkel- und Distanzmessung PT-Wand y x y x y z z z x 6/15

7 Grundlagen des softwarebasierten Alignments βx βr ξn Vergleich von Referenzspur (ξ R) in PTn und gemessener Spur (ξ M) in PTn+1 ξm βy ξr y x z 7/15

8 Grundlagen des softwarebasierten Alignments βx βr ξn Vergleich von Referenzspur (ξ R) in PTn und gemessener Spur (ξ M) in PTn+1 ξm βy ξr y x z 8/15

9 Grundlagen des softwarebasierten Alignments βx βr ξn Vergleich von Referenzspur (ξ R) in PTn und gemessener Spur (ξ M) in PTn+1 ξm βy ξr Verschiebt man die neue Spur auf die Referenzspur y x z 9/15

10 Ergebnisse des softwarebasierten Alignments x r -x m x - z kr 10/15

11 Grundlagen des softwarebasierten Alignments βx βr ξn Vergleich von Referenzspur (ξ R) in PTn und gemessener Spur (ξ M) in PTn+1 ξm βy ξr y x z 11/15

12 Grundlagen des softwarebasierten Alignments βx βr ξn Vergleich von Referenzspur (ξ R) in PTn und gemessener Spur (ξ M) in PTn+1 ξm βy ξr Die ki lassen sich als Funktion der übrigen Winkel darstellen mit: y x z 12/15

13 Ergebnisse des softwarebasierten Alignments kr kx ky k R a XZ k a a XY k y X ZY 1 k R a XZ 1 k R a XZ kx ky kx ky kr kx kr 13/15

14 PT Alignment-Stratgie Zusammenfassung und Ausblick: Alignmentstrategie des PT erste Ergebnisse Potential für weitere Optimierungen: - mehr Statistik wird erwartet - Alignment von Doppelwänden - Erweiterung auf einzelne Module 14/15

15 PT Alignment-Stratgie Zusammenfassung und Ausblick: - ENDE - Alignmentstrategie des PT erste Ergebnisse Potential für weitere Optimierungen: - mehr Statistik wird erwartet - Alignment von Doppelwänden - Erweiterung auf einzelne Module Weitere Vorträge zu OPERA: T 63.5 Mo 18:05 A014 (jetzt) Christian Oldorf Untersuchungen zu Betriebsparametern des OPERA Driftröhrenspektrometers Gruppenbericht T 75.6 Mi 18:10 A022 Torben Ferber Analyse der ersten Daten des OPERA Experiments T 75.7 Mi 18:30 A022 Belina von Krosigk Parametrisierung von Hadronschauern im Target des OPERA-Detektors Gruppenbericht T 67.2 Fr 14:20 A016 Jan Lenkeit Status des OPERA Experiments nach dem CNGS Strahlbetrieb /15

16 Die Alignment-Strategie des OPERA Precision Trackers backup slides... 16/15

17 Grundlagen des softwarebasierten Alignments βr βx ξn Vergleich von Referenzspur in PTn und gemessener Spur in PTn+1 ξm βy ξr Verschiebt man die neue Spur auf die Referenzspur erhält man y Die ki lassen sich als Funktionen der anderen Winkel darstellen: x z 17/15

18 Ergebnisse des softwarebasierten Alignments 18/15

19 PT Alignment-Stratgie Durchbiegungsmessungen: Efficiency [%] 95 η 98%±1.5% σ 270μm 65 resolution [µm] tube bending [mm] Messungen am Teststand Hamburg, Februar 2006, C. Göllnitz 19/15

20 PT Alignment-Stratgie Doublet Alignment (old): doublet pair ("mod") 1-2 (0) 2-3 (2) 3-4 (5) (inter-sm) 4-5 (9) 5-6 (14) N_track Delta x Delta z chi example Large chi2 caused by a large background which is cut off by a 5sigma robustness cut. While we still have unsolved problems (especially in SM2) we don't use all available data. X x = A z = -B k 20/15

21 PT Alignment-Stratgie Mode: /15