Studie zu supersymmetrischen Prozessen mit Taus im ... - LHC/ILC

3.2 Der ATLAS Detektor
einer kurzen Definition des Koordinatensystems genauer beschrieben werden 11 .
Koordinaten im ATLAS-Detektor
Der Detektor ist zylinderförmig um die Strahlache mit dem Wechselwirkungspunkt als
Mittelpunkt gebaut. Die y-Achse wird nach oben definiert, die x-Achse zeigt vom Wechselwirkungspunkt
zur Mitte des LHC-Ringes in positive Richtung und die Stahlachse legt
in natürlicher Weise die z-Achse fest, deren Richtung so gewählt wird, dass sich insgesamt
ein Rechtssystem ergibt. Der Azimutalwinkel φ verläuft um die Strahlachse und wird de-
, der Polarwinkel θ wird zur z-Achse gemessen. Gebräuchlicher als
θ ist die Pseudorapidität η = − ln(tan θ).
Der Abstand zweier Objekte wird üblicherweise
2
in der η-φ-Ebene durch ∆R = ∆φ2 + ∆η2 angegeben, von Impulsen und Energien der
Transversalanteil pT = p2 x + p2 y, da nur von diesem der Anfangszustand der Ereignisse
bekannt ist (vgl. Abschnitt 2.2.3).
Außerdem wird der sogenannte transversale Stoßparameter d0 definiert als der kleinste
transversale Abstand zur Strahlachse, analog der longitudinale Stoßparameter z0 als die
z-Koordinate des kleinsten Abstandes zur Strahlachse in der r-z-Ebene (r = x2 + y2 ),
in der außerdem cotθ ≡ pz
als Parameter definiert ist. Die drei Letztgenannten sollen hier
pT
nur der Vollständigkeit wegen erwähnt werden, sie finden in vorliegender Analyse jedoch
keine Verwendung.
finiert über tanφ ≡ y
x
3.2.1 Der innere Detektor
Der innerste, konzentrisch um die Strahlachse gebaute Spurdetektor besteht seinerseits aus
drei Subdetektoren, die unter dem Begriff “Inner Detector” (ID) zusammengefasst werden.
Er ist 7 m lang, besitzt einen Radius von 1.15 m und wird von einem Solenoidmagneten
umschlossen, der den gesamten inneren Detektor mit einem Magnetfeld von 2 T parallel
zur Strahlachse durchsetzt. Aus den dadurch in die x-y-Ebene gekrümmten Spuren geladener
Teilchen lässt sich so zusätzlich zur Spur- und Vertexmessung der Impuls und das
Vorzeichen der Ladung bestimmen, so dass in Kombination mit der Energiemessung in den
Kalorimetern eine Teilchenidentifikation möglich ist.
Trotz des zur Spurrekonstruktion nötigen Bedarfs an vielen Einzelmesspunkten können
nicht zu viele Schichten verwendet werden, da mehr Material im inneren Bereich zu zusätzlichen
Streuungen führt, was durch Energieverlust und Ablenkung der Energie- und Winkelauflösung
der Kalorimeter entgegen wirkt. Die Kosten sind ein weiterer limitierender
Faktor. Das Material muss einer hohen Strahlungsbelastung über einen langen Zeitraum
ohne Funktionalitätseinbußen standhalten können.
11 Hauptsächlich basierend auf [25, 29]
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