Diplomarbeit Volker Serfling

Mehrfachtreffer in der Flugzeitwand des ALADiN Spektrometers

Frankfurt, Juni 1993

Summary: Aus Kapitel 7: Diskussion der Ergebnisse

In der ALADIN-Flugzeitwand sind 12.5 Prozent aller Treffer Mehrfachtreffer. Dies ist bedingt durch die Geometrie und die Granularität des Detektors, sowie die Verteilung und die Multiplizität der Fragmente. Um die Anzahl der Multihits zu senken, gibt es mehrere Möglichkeiten. So könnte man beispielsweise die Szintillatorstäbe diagonal über Kreuz anordnen. Die Wahrscheinlichkeit für einen Doppeltreffer würde zwar sinken aber es würden Löcher in der Wand entstehen, durch die Teilchen verloren gehen könnten. Eine andere Möglichkeit ist die Verkleinerung der Stabbreite auf einige Millimeter. Damit könnte man auch die Anzahl der Multihits um eine Größenordnung senken, aber leider gibt es noch keine Photomultiplier mit einem Durchmesser von einigen Millimetern. Diese Idee wurde für einen Zentraldetektor aus 1 Millimeter dicken Szintillatorfasern in einem Folgeexperiment realisiert [Gro 93].

In dieser Arbeit wurde versucht mit Hilfe intelligenter Software die Doppelhits zu erkennen. Die entwickelte Doppelhiterkennungsroutine detektiert rund ein Viertel aller Doppeltreffer. Wie sich gezeigt hat, ergänzt diese Routine die Daten in sinnvoller Weise. Allerdings sind die beobachtbaren Effekte sehr gering. So gibt es bei der Größe ZBound keine Unterschiede, weil sich die kleinen Veränderungen im Mittel aufheben. Das macht diese Meßgröße zum einen unbrauchbar für Doppelhittests, zum anderen aber stabil gegenüber Detektorineffizienzen im Prozent-Bereich. Die Multiplizitäten verschieben sich, wie erwartet, hin zu größeren Teilchenzahlen. Bei hohen Multiplizitäten ändert sich allerdings nichts, da hier die Routine nicht mehr greift. Hier könnte man sicherlich noch einiges verbessern, wenn man in der Lage wäre, auch nicht isolierte Doppeltreffer zu erkennen. Dies ist möglich, wenn man die Flugzeitwanddaten nicht isoliert betrachtet, sondern die Positionen aus der MUSIC zu Hilfe nimmt. Dann kann man noch mehr Doppeltreffer erkennen, da dieser Detektor sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung eine Ortsauflösung von einem Millimeter hat.

In dem Flugzeitwand-Experimentfilter sind alle Prozesse die im Detektor ablaufen simuliert. Damit ist es möglich, nicht nur qualitative Aussagen über Teilchenverluste zu machen, sondern auch quantitativ Event­by­Event zu sagen, wieviele und welche Teilchen verloren gehen. Es zeigte sich, daß gerade bei leichten Teilchen sehr starke Verluste zu verzeichnen sind. Das spiegelt sich auch in der effektiven Slatbreite für Alpha-Teilchen wieder.

Zusammenfassend gilt, daß die Erkennung oder Nichterkennung von Doppelhits in der ALADIN-Flugzeitwand auf die meisten Meßgrößen nur einen sehr geringen oder gar keinen Einfluß hat.

Paper: Postscript (1.8 Mb) PDF (1.7 Mb) 66 pages
Figures: Fig. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33.
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