Untersuchung der Effizienz und Reinheit von b-Jet-Zuordnungen in ...

3 Das ATLAS-Experiment
Das ATLAS-Experiment ist eines der vier großen Experimente des LHC am CERN neben LHCb,
ALICE und CMS. Das CERN befindet sich in der Nähe von Genf und liegt auf der Grenze
zwischen Frankreich und der Schweiz. Am ATLAS-Detektor werden ab September 2009 unter
anderem Messungen zur Top-Quark-Physik und Entdeckung des Higgs-Bosons durchgeführt
werden [2], [3], [8], [9].
3.1 Der LHC-Teilchenbeschleuniger
Der LHC (Large Hadron Collider) ist ein Proton-Proton-Beschleuniger, dessen Beschleunigerring
einen Umfang von knapp 26.7 km [9] hat und sich in ungefähr 100 m Tiefe befindet
(Abb. 3.1). Hier können Protonen auf eine Energie von bis zu 7 TeV beschleunigt werden,
was einer Schwerpunktsenergie von 14 TeV entspricht. Zunächst soll der Beschleuniger aber bei
einer Schwerpunktsenergie von 10 TeV betrieben werden. Ein Protonenstrahl wird aus insgesamt
2808 sogenannte “Bunches” bestehen, die jeweils 1.15 × 10 11 Protonen enthalten werden [8]. Die
Luminosität wird bei 14 TeV einen Wert von 10 34 cm −2 s −1 erreichen, ein Bereich, in dem auch
seltene Zerfälle beobachtbar sein werden [8]. Der LHC wird als “Top-Fabrik” bis zu 8 Millionen
t¯t-Ereignisse pro Jahr erzeugen können [9], [10].
3.2 Der ATLAS-Detektor
Der ATLAS-Detektor besitzt einen Umfang von 25 m, ist 46 m lang und gut 7000 t schwer.
Er ist zylindrisch um die Strahlachse aufgebaut. Im Detektor selbst befindet sichneben einem
hadronischem und einem elektromagnetischen Kalorimeter auch ein Myon-Detektor, ein SCT
(Semiconductor Tracker) und ein TRT (Transition Radiation Tracker). Im Zentrum des Detektors
befindet sich der Pixel-Detektor, der um den Wecheslwirkungspunkt aufgebaut wurde.
Außerdem sind torodiale und solenoide Magnete im Detektor angebracht (siehe Abb. 3.2) [2].
3.2.1 Charakteristische ATLAS-Größen
Im ATLAS-Detektor ist die Strahlrichtung als z-Achse definiert, die x-y-Ebene steht senkrecht
auf dieser Achse und beschreibt transversale Bewegungen. Die Achsen sind derart bestimmt, dass
die x-Achse vom Wechselwirkungspunkt im Detektor zum Mittelpunkt des Beschleunigerringes
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