Simulation of the D\(_s\) semileptonic decay with the \(\bar {P}\)ANDA detector and experimental verification of the micro-vertex-detector pixel readout ASIC with proton test beam

  • The PANDA experiment will study a wide range of physics topics with beams of antiprotons incident on fixed proton or complex nuclear targets. One issue is the D\(_s\) semileptonic decay, which is governed by the weak and strong forces. The interaction can be parameterized by a transition form factor. The performance of PANDA to measure the decay form factor of D\(_s\) \(^+\) \(\rightarrow\) \(\nu_e\) \(\eta\) e\(^+\) is evaluated via Monte Carlo simulation. This thesis concentrates on describing the software development and the evaluation of the expected precision. A preliminary estimate of the expected count rate is obtained. In this measurement, it is essential to reconstruct the D\(_s\) semileptonic decay with high efficiency and purity in order to overcome the many orders of magnitude higher background. The Micro-Vertex-Detector plays an import role in the whole tracking system. The rate capability and tracking performance of the recent ASIC prototype for the readout of the MVD is tested using a beam of high-energy protons.
  • Das PANDA Experiment nutzt die Wechselwirkung zwischen einem Antiprotonenstrahl und einem Wasserstoff-Target um ein breites Spektrum an physikalischen Fragestellungen zu untersuchen. Eine davon ist die Messung des semileptonischen Zerfalls des D\(_s\), der sowohl durch die schwache wie auch die starke Wechselwirkung beeinflusst wird. Der komplexe Zerfall kann durch einen Übergangsformfaktor parametrisiert werden. Im Rahmen dieser Arbeit wurde mit Hilfe von Monte-Carlo-Simulationen untersucht, wie gut PANDA den Übergangsformfaktor des Zerfalls D\(_s\) \(^+\) \(\rightarrow\) \(\nu_e\) \(\eta\) e\(^+\) bestimmen kann. Um das Signal des Zerfalls vom Untergrund, der mehrere Größenordnungen größer ist, trennen zu können, ist es notwendig den Zerfallspunkt des D\(_s\) mit hoher Präzision zu messen. Dabei spielt der Mikro-Vertex-Detektor des PANDA Experimentes eine entscheidende Rolle. In dieser Arbeit sind die Eigenschaften eines Prototyps der Front-End-Elektronik des Pixelteils des MVD mit Hilfe eines Protonenteststrahls untersucht worden.

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Metadaten
Author:Lu CaoGND
URN:urn:nbn:de:hbz:294-49802
Referee:James Lambrecht RitmanGND, Ulrich WiednerGND
Document Type:Doctoral Thesis
Language:English
Date of Publication (online):2016/09/06
Date of first Publication:2016/09/06
Publishing Institution:Ruhr-Universität Bochum, Universitätsbibliothek
Granting Institution:Ruhr-Universität Bochum, Fakultät für Physik und Astronomie
Date of final exam:2016/07/14
Creating Corporation:Fakultät für Physik und Astronomie
Tag:Hadron
GND-Keyword:Feasibility-Studie; Monte-Carlo-Simulation; Antiproton-Proton-Streuung; Schwache Wechselwirkung; Starke Wechselwirkung
Dewey Decimal Classification:Naturwissenschaften und Mathematik / Physik
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