Pattern Recognition in the Inner Tracking System of HERA-B and Measurement of the $V_0$ Production Cross Section in pN Collisions

DISSERTATION

zur Erlangung des Grades eines Doktors der Naturwissenschaften

vorgelegt von Dipl.-Phys. Iouri Gorbounov geb.








eingereicht beim Fachbereich Physik der Universität Siegen

Siegen 2003

Dissertation

1. Gutachter:	Prof. Dr. Günter Zech
2. Gutachter:	Prof. Dr. Peter Buchholz

Disputation
am 23.01.2004

Prüfer:	Prof. Dr. Hans-Dieter Dahmen
	Prof. Dr. Peter Buchholz
	Prof. Dr. Günter Zech

urn:nbn:de:hbz:467-353

Dissertation submitted to the Siegen University for the degree of Doctor of Natural Sciences












Pattern Recognition in the Inner Tracking System of HERA-B and Measurement of the $V_0$ Production Cross Section in pN Collisions

presented by
Diplom-Physicist Iouri Gorbounov
Born in Protvino

Siegen, 2003

Zusammenfassung

Das HERA-B-Experiment befindet sich am HERA-Beschleuniger bei DESY, Ziel dieses Experimentes war die Messung der CP-Verletzung in dem System der neutralen B-Mesonen. Das inneren Spurkammersystem von HERA-B besteht aus GEM-MSGC-Detektoren.

Im ersten Teil der Arbeit wird die Entwicklung eines Spurrekonstruktions- Algorithmus (CATS) für das inneren Spurkammersystem vorgestellt. Der Algorithmus wurde erfolgreich während der Online-Datennahme und für die Offline-Aufbereitung der Daten der Jahre 2002/03 benutzt.

Die Betriebseigenschaften des inneren Spurkammersystems während der Inbetriebnahme wurden bestimmt. Die angewendete Methode basiert auf dem für das innere Spurkammersystem entwickelten Spurrekonstruktions-Algorithmus. Mit Hilfe der gemessenen Effizienzen der Einzeldetektoren wurden die individuellen GEM-Spannungen korrigiert, um die Gesamteffizienz des inneren Spurkammersystems zu verbessern.

Im zweiten Teil der Arbeit wird eine Messung des inklusiven Produktions-Wirkungsquerschnitts $\mathrm {d} \sigma _{pA} / \mathrm {d}x_F$ und $\mathrm {d} \sigma _{pA} / \mathrm {d}p_t^2$ für $K_S^0$, $\Lambda$ und $\bar \Lambda$ Teilchenproduktion in pN-Kollisionen bei $\sqrt {s}$=41.6 GeV vorgestellt. Daten aus Proton-Kohlenstoff, Titan und Wolfram Wechselwirkungen wurden benutzt. Die Massenabhängikeit des Wirkungsquerschnitts $\sigma_{pA}$ wurde gemessen.

Abstract

The HERA-B experiment located at the HERA collider at DESY, was designed and built to measure CP violation in the system of neutral B mesons. One of the HERA-B detector components is the Inner Tracker, which consists of Micro-Strip Gas Counters with a Gas-Electron Multiplier (GEM-MSGC).

This thesis describes the development of a pattern recognition algorithm (CATS) for the Inner Tracking system of HERA-B. The algorithm was successfully used during online data taking and offline reprocessing of the collected data in the years 2002 and 2003.

During the running period 2002/03 the performance of the Inner Tracking system was estimated. The applied procedure was based on the developed pattern recognition algorithm. With the help of the measured efficiencies, a tuning of the GEM voltages was performed in order to increase the efficiency of the Inner Tracking system.

The second part of this thesis describes a measurement of the inclusive differential cross sections $\mathrm {d} \sigma _{pA} / \mathrm {d}x_F$ and $\mathrm {d} \sigma _{pA} / \mathrm {d}p_t^2$ for the production of $K_S^0$, $\Lambda$ and $\bar \Lambda$ particles produced in pN collisions at $\sqrt {s}$=41.6 GeV. As target materials C, Ti and W were used and the dependence of the total cross section $\sigma_{pA}$ on the target atomic mass is measured.