Teilchenphysik für Fortgeschrittene Detektoren und Experimente
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Teilchenphysik für Fortgeschrittene Detektoren und Experimente Peter Schleper Wintersemester 2012/13 Detektor-Konzepte • e+e- Experimente bei PETRA, LEP, Linear-Collider • e+-p Experimente bei HERA • pp Experimente am SPPS, Tevatron und LHC Detektoren • Spurkammern: Driftkammern, TPC, Si-Detektoren • Kalorimeter • Elektronik, Signalverarbeitung Daten-Analyse • Trigger, Mathematische Algorithmen P. Schleper Teilchen II 1 Beschleuniger Collider HERA ep Tevatron pp LHC pp LEP e+e- ILC e+e- CLIC e+e- ECMS (GeV) 320 2000 14000 209 500-1000 3000 Luminosity 1032/(cm2s) 0.7 1.7 100 1 60 200 BunchAbstand (ns) 96 396 25 22000 708 0.5 BunchRadius (µm) 280 x 50 29 16.6 200 x 8 700*5 40 * 1 BunchLänge (cm) 0.8 x 8.5 50 7.55 1 0.0007 0.00016 P. Schleper Teilchen II 2 Teilchen-Nachweis Ziel: • • • • • Messung aller einzelner Quanten, die entstehen Energie, Impuls, Masse, Ladung, Lebensdauer Identifizierung der Teilchensorte Rekonstruktion von kurzlebigen Teilchen aus ihren Zerfallsproduktion Bethe-Bloch Formel: Vielfachstreuung in Materie Rekonstruktion des Prozesses a+b à c+d+... à Rückschluss auf Feynman-Diagramme Energieverlust à Ionisation à Rückschluss auf Lagrange-Dichte: MIPS: ~2MeV/cm (in Wasser) Teilchen, WW, Symmetrien, Naturkonstanten Nachweis nur über elektromagnetische WW • Umwandlung kinetischer Energie à gel. Teilchen: Ionisation in Gas, Silizium, fl.Argon, ... à Photonen: Photomultiplier, Photodioden, Si-Det. à Elektronische Signale (benötigt Verstärkung) Schwache WW • viel zu selten (kein direkter Neutrino-Nachweis) Starke WW (nur für Hadronen) • • sehr häufig, indirekter Nachweis über neu entstehende Hadronen P. Schleper Teilchen II 3 CMS Experiment Compact Muon Solenoid Experiment CERN-LHC à Higgs, Supersymmetry, LED P. Schleper Teilchen II 4 Teilchen-Identifikation (CMS Dektektor) P. Schleper Teilchen II 5 Simulation of event in the CMS detector: Low luminosity P. Schleper Teilchen II 6 CMS Myon System Commissioning CMS with Cosmics P. Schleper Teilchen II 7 Silizium Spur-Detektor Streifen Detektor: 220 m2 Si, 15000 Module 10 Mill. Streifen TEC R3 Modul P. Schleper Teilchen II 8 CMS Experiment am 18.4.2008 P. Schleper Teilchen II 9 Spur-Detektoren Ziel: • • • • Verfolge Teilchen-Bahn durch viele Einzelmessungen Magnetfeld zur Impulsmessung Ionisation dE/dx zur Messung der Geschwindigkeit Messung sekundärer Zerfälle zur Bestimmung von Lebensdauern und Teilchenidentifikation Spurdetektor des JADE Experiments am PETRA Beschleuniger (DESY) • Driftkammer • Entdeckung des Gluons e+e- à qqg Detektor-Design: • • • • • Wenig Material, da Teilchenbahn nicht gestört werden soll Detektoren nahe am Entstehungsort: Sekundäre Vertizes Hohes Magnetfeld à Impulsmessung Hohe Ortsauflösung zur Messung des Radius der Helix 3-d Bilder der Reaktion Technische Lösungen: • Gas-Detektoren: Blasenkammern, Streamer-Tubes, Heute: • Driftkammern, Time-Projection-Chamber (TPC), ... • Silizium-Detektoren, ... P. Schleper Teilchen II 10 Gas-Detektoren • • • • Geladenes Teilchen ionisiert das Gas à Elektronen + Ionen Typisch: Argon etwa dE = 30 eV im Mittel für ein Ionisiertes Atom dE/dx = 3 KeV / cm Drift der Elektronen zur Anode (Ionen zur Kathode) Gasverstärkung (Signal zu klein für Elektronik) wähle dünnen Draht mit hoher Anodenspannung à Beschleunigung im starken E-Feld nahe am Draht à Entstehung von Sekundär-Elektronen durch Stöße à Entstehung von Photonen aus angeregten Atomen à weitere IonisationàLawinenbildung à Gasverstärkung P. Schleper Teilchen II 11 Gas-Detektoren • • • Gasverstärkung hängt von Anoden-Spannung ab 10 ... 1010 Proportionalbereich: Ladung auf Draht proportional zu Anzahl der primären Elektronen à Messung von dE / dx Geiger- Bereich: Ionisation im ganzen Volumen durch Photonen misst nur an/aus P. Schleper Teilchen II 12 Gas-Detektoren Drift der Elektronen • • • ~ 5 cm / µs, abhängig von Spannung, Gas, Druck messe Zeit zwischen Teilchendurchgang und Signal am Draht à Abstand zum Draht = Driftlänge = Driftzeit / Geschwindigkeit benötige homogenes Feld Diffusion • Abhängig von Spannung, Gas, Druck P. Schleper Teilchen II 13 Spurdetektoren Multi-Wire-Proportional-Chamber (MWPC) Mehrere Drähte im Abstand mm...cm Driftkammern • • 34 30 Kathodendrähte zur Feldformung Mehrere Lagen zur 3-dim Spurrekonstruktion Gas-electron-multiplier 28. Detectors at accelerators • 28. Detectors at accelerators (GEM) !"#$ !"#! • Keine Drähte, sondern dünne Folie mit Löchern Hohe Spannungen im Bereich der Löcher • à Verstärkung Sehr hohe Ortsauflösung counter. Electrons released by the primary ionization particle in the upper conversion region (above the GEM foil) drift into the holes, where charge multiplication occurs in the high electric field (50–70 kV/cm). Most of avalanche electrons are transferred into the gap below the GEM. Several GEM foils can be cascaded, allowing the multi-layer GEM detectors to operate at overall gas gain above 104 in the presence of highly ionizing particles, while strongly reducing the risk of discharges. This is a major advantage of the GEM technology [87]. Localization can then be performed by collecting the charge on a patterned one- or two-dimensional readout board of arbitrary pattern, placed below the last GEM. "%&'()*+,-.* • !"!$ !"!! −!"!$ −!"#! "%&'()*+,-.* !"#! &#$µ% !"#$µ% 1&2*3456(7(89*:8;:;86(;<&5*,=&->98 1>2*?8(@6*,=&->98 !"!$ !"!! −!"!$ −!"#! Gas Electron Multiplier (GEM) −!"#$ −!"0 −!"/ −!"# !"! !%&'()*+,-.* !"# !"/ !"0 Figure 28.7: Electric field lines and equipotentials in (a) a multiwire P. Schleper Teilchen II proportiona 14 chamber and (b) a drift chamber. Figure 28.10: Schematic view and typical dimensions of the hole structure in the GEM amplification cell. Electric field lines (solid) and equipotentials (dashed) are shown. Driftkammer des H1 Experiments bei HERA Schauer aus Kosmischer Strahlung P. Schleper Teilchen II 15 Driftkammern Signalhöhe: Ladungsträger * Sammlungs-Effizienz * Verstärkung • • • Ladungsträger: dE/dx nach Bethe-Bloch Formel, ca 30 eV je e-Ion Paar Minimal ionisierende Teilchen (MIPS) à ~ 100 e-Ion Paare je cm Flugstrecke Sammlungs-Effizienz: Absorption der e durch Gas-Moleküle à Edelgase (Ar) Gasverstärkung: E-Feld groß dicht am Draht (10 µm Dicke) im Proportionalitätsbereich: einige 100 V à Gasverstärkung ~ 104 à Teilchen-Identifikation Schauer soll lokal bleiben: à Photonen absorbieren durch CH4 ... Raumladung: langsame Ionen schirmen E-Feld ab à weniger Signal Rauschen: • • spontan erzeugte Ladungsträger (z.B. Synchrotron-Strahlung) elektronisches Rauschen, Schott-Noise, Ziel: Alterung: • Hohe Ionisation nahe am Draht Bildung von Radikalen, Ablagerungen am Draht à Signal kleiner à Begrenzung der Gasverstärkung Gefahr zu hoher Ionisation große Ströme à Drähte reißen P. Schleper Teilchen II 16 Driftkammern Ortsauflösung senkrecht zum Draht Pulsform des Stromes • Abstandsverteilung der e vom Draht • Statistik der Primär-Ionisation • Diffusion • Homogenität des E-Feldes /Driftgeschwindigkeit • Sammelzeit der Ladung am Draht (wenige ns) Front-End Elektronik direkt am Detektor • Auskopplung des Signals • Verstärkung, Puls-Formung (Differenzierung) • Pipeline: Datenspeicherung bis zur Trigger-Entscheidung • Digitalisierung: Flash ADC • Pedestal-Subtraktion und Noise cut (Signal > 3σ Noise) • Zero-Suppression zur Reduzierung der Datenmenge Messung der Anstiegsflanke des Pulses à Zeit Kalibration mittles Driftzeitspektrum vieler Teilchen • T0 (Teilchendurchgang) • Driftgeschwindigkeit (vDrift ~ 5cm/µs) Front-End-Elektronik Puls-Form à Ortauflösung: 80 – 200 µm Pulshöhen-Spektrum Driftzeit-Spektrum P. Schleper Teilchen II 17 Driftkammern Impuls-Messung im Magnetfeld Meistens: Solenoid-Magnet: B-Feld || Strahl || Drähte à Messung des Transversalimpulses PT Messung der Krümmung gilt auch relativistisch k = 1/ R Messgenauigkeit • Ortsauflösung einzelner „Hits“ (ε) • Anzahl der Hits (N) • Spurlänge senkrecht zu B (L‘) • Falls Vertex bekannt: 720 à 320 à Begrenzte Auflösung bei großen Impulsen Vielfachstreuung • Material im Detektor Strahlrohr, Wände, Gas, Drähte, Kabel,... typisch 0.5 – 1.5 X0 à begrenzt Auflösung bei kleinen Impulsen P Impuls-Auflösung: Beispiel: Zeus bei HERA: 72 Draht-Lagen, L‘ ~ 0.7m Hits + Mult.Sc. + Kalibration +Alignment P. Schleper Teilchen II 18 Driftkammern Messung der z-Koordinate ( || zum Strahl) • • • • Ladungsteilung an beiden Enden des Drahtes (Auflösung σ(z) ~5cm) Laufzeit der Signale zu beiden Enden (σ(z) ~5cm) Leicht gekreuzte Drähte (typisch σ(z) ~0.5cm) Extra „z -Kammern mit Draht-Segmenten senkrecht zum Draht σ(z) ~0.1mm, aber mehr Material H1 Driftkammer mit z-Kammern innen und Mitte à Winkelauflösung: σ(θ) < 1 mrad Doppelspurauflösung • • • Teilchen in Jets nahe beieinander Minimaler Abstand von 2 Hits am selben Draht ~ Pulslänge * vDrift ~ 1 mm Totzeit • • Signal-Länge und maximale Drift-Zeit der e: µs Max. Driftzeit der Ionen: Rauladungseffekte Impact-Parameter Auflösung Primärer Vertex • • Primäre Bunch-Größe in x,y meist kleiner als Vertex Auflösung à Messe Vertex als Mittelwert vieler Ereignisse Primäre Bunch-Länge in z: LEP: 1cm, LHC:7.5cm à Rekonstruktion je Event Sekundärer Vertex: Späte Zerfälle à b-Quarks, (c,τ) • • Impact-Parameter (Abstand Spur-Vertex) Vertex aus mehreren Spuren à Si-Detektoren nahe am Vertex à βγcτ > 200 µm P. Schleper Teilchen II 19 Pattern Recognition Musterekennung: Spurfindung • aus vielen 1000 Hits à 10 – 100 Spuren Minimal Spanning Tree mit Fehlern à Kalman Filter HERA: e-p Ereignis ZEUS mit Drift-Kammer und Kalorimetern P. Schleper Teilchen II 20 XY View Time Projection Chamber (TPC) TPC: E-Feld || B • • • Großes Gas-Volumen ohne Drähte Drift zu den Enden der Kammer über einige Meter Messung nur an den Kammer-Enden, z.B. mit Draht-Kammern Vorteile • Diffusion durch B-Feld reduziert, denn Sekundärelektronen laufen in Spiralbahnen à x-y Koordinaten sehr präzise • Driftzeit als Maß für z-Koordinate: z = Zeit * vDrift dz ~ 0.1 mm à 3-dim Bild der Spuren mit einer Kammer B y drift E x z charged track • Keine z-Kammern und extra Wände • gute dE/dx Messung à wenig Material, wenig Vielfachstreuung à sehr gute Impulsauflösung Nachteile • • Sehr langsam, da lange Driftstrecke Anwendungen bei Collidern mit großen Abständen zwischen Kollisionen, à e+e- Collider, Schwerionenphysik P. Schleper Teilchen II 21 Time Projection Chamber (TPC) ALEPH Experiment bei LEP: e+e- bis ECMS = 208 GeV Größe: 4,7m x 3,6m, E-Feld: 110 V/cm, B-Feld = 1.5 Tesla 91% Argon + 9% CH4, Verlust an Sekundärelektronen 1%/Meter, 47000 Kanäle, 20 Hits/Spur, Hit-Auflösung: dx=dy=0.17mm, dz=0.6mm e+e- à 2-Jets P. Schleper Teilchen II 22 TPC von ALEPH ( e+e- à Z H à qq bb Kandidat) dE/dx Messung Auflösung für Sekundäre Vertizes: Zerfälle von b-Quarks (c, tau) P. Schleper Teilchen II 23 ALICE TPC Quark - Gluon Plasma • • Zustand des frühen Universums mit Abstand Quarks << 1 fm und hoher Temperatur ALICE Experiment am LHC • • • • • p-p mit ECMS = 7 TeV Bei-Blei, ECMS = 574 TeV (2.76 TeV je Nukleon) Typisch 1000 Spuren je Ereignis Auflösbar mit TPC P. Schleper Teilchen II 24 Halbleiter-Detektoren zentrale Komponente aller modernen Detektoren: • • Ortsauflösung 0.005-0.020 mm, Zeit für Ladungssammlung ~ 5-10 ns Si: Halbleiter mit 1.1 eV Bandlücke • • • • • • • Diode: pn Übergang in Sperrrichtung geschaltet à Verarmungszone mit sehr wenig freien Elektronen/Löchern à sehr kleiner Dunkelstrom Festkörper: Dichte groß, dE/dx groß Teilchen erzeugt ein e-Loch Paar je 3 eV Energieverlust (dE/dx) Zeit für Ladungssammlung ~ 5-10 ns • • • 30000 e-Loch Paare für MIPS in 0.3 mm Dicke Keine intrinsische Verstärkung notwendig Feine Segmentierung möglich: Ortsauflösung MIPS = minimal ionisierendes Teilchen (Bethe-Bloch) P. Schleper Teilchen II 25 Si-Halbleiter-Detektoren Si bei 300K: 1.5 x 1013 e-/cm3 im Leitungsband (10-12 je Atom) Störstellen: e- Einfang oder e-Loch Rekombination à Fremdatome < 1010 /cm3, à Kristall-Defekte durch Teilchen-Wechselwirkungen Dotierung: p,n Material: 1013 /cm3, p+, n+ Material: 1020 /cm3 P. Schleper Teilchen II 26 Silicon-Detektoren Pixel Detektoren: CMS: 100 x 150 µm Streifendetektor mit Gate-Ringen Vorteile von Si-Detektoren Streifendetektoren: • Abstand Streifen: Pitch ~ 100 µm à Auflösung 1 Streifen: Pitch /sqrt(12) à Lorentz-Winkel durch Magnetfeld à Diffusion: Puls auf mehreren Streifen Schwerpunkt der Ladungsverteilung verbesserte Auflösung • • • • • • Doppelhit-Auflösung < 0.1mm Ideal für hohe Spurdichte Schnelle Signal da kurze Driftwege (25ns) Beste Auflösung: 5 – 25 µm Signal/Rauschen > 25 Ideal als Vertex-Detektor Nachteile • • Kühlung < -10o wg. Dunkelstrom Mehr Material, Preis hoch P. Schleper Teilchen II 27 CMS Si-Detektor Komplettes Spurkammer-System aus Silizium-Det. 15000 Wafer, 200 m2 P. Schleper Teilchen II 28 CMS Si-Detektor P. Schleper Teilchen II 29 Vertex-Suche mit Si-Detektoren Hohe Spurdichte à Hohe Anzahl Auslesekanäle nahe am Vertex à Pixel-Detektor Zerfälle von b, c, τ à Sekundäre Vertizes à Hohe Ortsauflösung nahe am Vertex à Pixel-Detektor light quark (u,d,s) jet b,c,τ jet P. Schleper Teilchen II 30 CMS: p-p und Pb-Pb Kollisionen Proton-Proton Kollision Kollisionen schwerer Ionen • Hohe Teilchendichte durch starke WW à Hohe Anzahl Auslesekanäle, Si-Detektoren oder TPC P. Schleper Teilchen II 31 Kalorimeter Detektor-Komponenten für Experimente an Beschleunigern Spurkammern: • • • nur elektr. geladene Teilchen Impulsmessung gut nur bei kleinen Impulsen Wenig Material à WW gering à Teilchen verlieren fast keine Energie à Innerer Detektor ! PT ~ PT PT Kalorimeter: • • • • • • • Außerhalb des Spurdetektors Vollständige Absorption aller Teilchen (außer µ,ν) Dichtes Material à Schauerbildung !E Nachweis möglichst aller Schauerteilchen ~ E Signal ~ Energie der einfallenden Teilchen Elektronen, Photonen: Elektromagnetische Schauer Hadronen: hadronische Schauer 1 E Ziel: Energie-Messung aller Teilchen (geladen und neutral) Identifizierung von Elektronen/Photonen gegen Jets P. Schleper Teilchen II 32 CMS Experiment am LHC P. Schleper Teilchen II 33 Elektromagnetische und Hadronische Schauer Elektromagnetische Schauer • • Elektronen, Photonen: Strahlungsläng X0 • Weglänge, nach der Energie eines Elektrons auf 1/e gesunken ist • 7/9 der mittleren Weglänge für Paarbildung eines hochenergetischen Photons H2O: 36 cm, Fe: 1,76 cm, Pb: 0.56 cm Hadronische Schauer • • • • • Photon - Absorption I! (x) =!I 0 !e! µ ! " ! x NA ! A 7 A # !=! ! 9 N A ! X0 µ !=!# ! 1 N 287 !=!4$ !re2 ! A Z(Z +1)!!ln X0 A Z !15 Alle langlebigen Hadronen re != 2,8*10 !m p,n, π+, π-, K+, K-,K0L, .. Kurzlebige Hadronen à Zerfälle π0 à γγ Elektromagnetische Komponente in hadronischen Schauern Isospin-Symmetrie: π+ : π- : π0 = 1 : 1 : 1 in Jets und in WW mit Material à ca. 1/3 der primären Energie im hadronischen Schauer geht in Photonen (em. Schauer) à Anteil steigt mit jeder weiteren WW, daher auch mit Energie Energie: <fem> ≈ 0,1 ln E [GeV] Inelastischer Hadron – Hadron WQ ≈ Größe der Hadronen (Kerne) Nukleare Absorbtionslänge λA H20: 91 cm, Fe: 16,8 cm, Pb: 17,1 cm P. Schleper Teilchen II 34 Elektromagnetische Schauer Photonen Photonen • E > 2 me: Paarbildung in e+e- ~ konstant für E > 2 MeV • E < 2 me: Compton u. Photoeffekt à Kinetische Energie von Elektronen (+2me) Elektronen • E > 10 MeV: Bremsstrahlung dominiert à Abstrahlung vieler Photonen Elektromagnetische Schauer • • !N 1 !E 1 ~ !!!!!!!! !~ Gesamte Energie in Ionisation N E N E Abbruch bei Eγ ~ 2 me à Anzahl Teilchen groß, Ne ~ E / 2 me à kleine statistische Fluktuationen, hohe Messgenauigkeit Elektronen P. Schleper Teilchen II 35 Elektromagnetische Schauer II Schauerprofil longitudinal • • • • Länge in Einheiten von X0 Maximum bei ~ 5 X0 > 99 % absorbiert nach 25 X0 Länge steigt logarithmisch mit E Schauerprofil transversal • • • • Leichte Teilchen mit großem Boost Sehr enge Schauer exponentiell abfallend Moliere Radius RM wenige cm ~95 % der Energie innerhalb 1 RM RM ! !!7! g A ! cm 2 Z P. Schleper Teilchen II 36 Electromagnetische Kalorimeter Hohe Dichte, hohes Z à Kurze Schauer, gute Trennung von Hadronen Homogene Kalorimeter • • Szintillator-Licht: NaJ, PBWO4 Cherenkov-Licht: Bleiglass Keine Verluste, beste Auflösung teuer CMS Elektromagnetisches Kalorimeter • • Kristalle aus PbWO4 Dichte fast wie Blei ! P. Schleper Teilchen II 37 Elektromagnetische Kalorimeter II Sampling Kalorimeter ZEUS, ... Abwechselnd: • Absorber-Schichten (~1X0, hohe Dichte, hohes Z): Blei, Kupfer, Messing,... • Sensitive Schichten: - Szintillatoren à preiswert - flüssig-Argon: sehr stabil, aber Kühlung nötig und langsame Ladungssammlung - Silizium: sehr gut, aber teuer - Gas-Detektoren à schlecht !E a c !=! !!!b!!! E E E H1, D0, ATLAS a: „Sampling Term“, durch statistische Fluktuationen b: „konstanter Term“, Kalibration, Homogenität c: „Rauschen“, durch Elektronik ! E 10% !=! !!!0, 7%!!Sampling,! fl.! Ar E E ! E 2, 7% CMS :!!!!! !=! !!!0, 55%!!hom ogen,!PbWO4 !Kristall!! E E ATLAS :!! à E = 100 GeV: ATLAS: 1,7%, CMS: 0,55% P. Schleper Teilchen II 38 Jets Simulation eines LHC Ereignisses mit mehreren Jets und den jeweiligen Schauern im Detektor Jets • Charakterisierung von Quarks & Gluonen • Typisch N=20 Teilchen bei Eq,g = 100 GeV • Große Fluktuationen in Anzahl und • Energie der Teilchen ca. 90% Pionen, π+ : π- : π0 = 1 : 1 : 1 Jet – Algorithmus • Kombiniere 4-Vektoren der jeweils am dichtesten (in η – φ) liegenden Teilchen Jets: experimentelle Definition • • • = ∑ benachbarter Hadronen = ∑ (π0 à γγ) + ∑ π+- + ∑ ... = ∑ em. Schauer + (Spuren + hadr. Schauer) P. Schleper Teilchen II 39 6.3.2 Beiträge der Schauer Hadronische Schauer Elektromagnetische und rein hadron Sampling Kalorimeter Hadronischer Schauer • Schauerlänge: 95 % der Energie innerhalb ! Die Komponente e von ≈ 7,6elektromagnetische λA der " stammt, und die rein hadronisch • Schauerbreite: 95 % der Energie innerhalb eines Zylinders mitvöllig R ≈ 1 λunterschiedlichen A werden von Pr à Tiefe Kalorimeter ≈ 2die m beiden im Kalorim zudes erwarten, daß Großes Volumen, außerhalb der Spule 4 Zellen ! In der Praxis mißt man in einem realen Sampling-Kalorimeter, ≈ 10 Hadron beider Komponenten. Es gilt: h m Hadron – Kern Wechselwirkung • • • • Kern-Bindungsenergieà „unsichtbar“ (nicht messbar) Energie neuer geladener Teilchen à Ionisation Jeweils im Mittel ≈ 1/3 in π0 à γγ , stark fluktuierend Ungleiche Signalhöhe für em. und hadr. Teilchen führt zu schlechter Energieauflösung δE/E ≈ 15% bei 50 GeV … 5% bei höchsten Energien ! e … h … hint … ƒem Rekonstruktions-Methoden ∑E im Kalorimeter: Gewichte em-Schauer: Kombiniere Tracker, em und hadr.K.: Suche einzelne Teilchen im hadr. K.: oben: Schematische δE/E ≈ 120% / E1/2 (ECAL+HCAL,Bild CMS) (für E in GeV) Darstellung der Si undGranularität, den elektromagnetischen Teilkaskaden δE/E ≈ 30% Verbesserung (hohe ATLAS) δE/E ≈ 30% Verbesserung („particle flow“, CMS) M. Krammer: Detektoren, SS 05 δE/E ≈ 35% / E1/2 ? („particle flow“, Linear Collider) P. Schleper Teilchen II 40 ATLAS Kalorimeter Hadron fl-Ar - Kalorimeter mit sehr guter Granularität • • Identifizierung von Elektronen & Photonen Identifizierung der em.-Komponente innerhalb eines Jets P. Schleper Teilchen II 41 '+,)-'(.(/$0 CMS “Particle Flow” Using the Full Event : Particle Flow @ <#"/0=(#0()!'"/( 6)&7"#8(9) $#"&:0 6 ;234) &'50$(#0 1)-234) &'50$(#0 CMS Jet-Rekonstruktion 13Mar2010 Moriond QCD, 2010 8 • • B=3,8T, hohe ECAL Auflösung !"#$%&#$%'()*+)**, >.?(#%"')2+''(8( Identifizierung im Jet von - µ+-, e+-, γ, τ+- - geladenen Hadronen (Spuren +em+hadr. Schauer) - Neutralen Hadronen (Spuren +Schauer) à ca. 30% Verbesserung der Jet-Auflösung P. Schleper Teilchen II 42