Entwicklung und Implementierung des Spurerkennungsalgorithmus ASTRA für den ATLAS-Innendetektor und Anwendung auf den Zerfall des Higgs-Bosons in b-Jets:
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1998
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INHALTSVERZEICHNIS
1 EINLEITUNG 4
2 PHYSIK AM LHC 7
2.1 6-PHYSIK. 7
2.1.1 CP-VERLETZUNG IN 6-ZERFALLEN . 7
2.1.2 NACHWEISMOEGLICHKEITEN AM LHC . 9
2.2 TOP-PHYSIK. 10
2.3 HIGGS-PHYSIK. 11
2.3.1 MECHANISMUS DER SPONTANEN SYMMETRIEBRECHUNG. 11
2.3.2 HIGGS-MECHANISMUS IM STANDARDMODELL. 14
2.3.3 ZWEI-DUBLETT-MODELL. 15
2.3.4 NACHWEISMOEGLICHKEITEN DES HIGGS-BOSONS AM LHC. 16
2.4 SUPERSYMMETRIE. 19
2.4.1 MOTIVATION VON SUPERSYMMETRIE . 19
2.4.2 SUPERSYMMETRISCHES TEILCHENSPEKTRUM. 20
2.4.3 NACHWEIS VON SUPERSYMMETRISCHEN TEILCHEN AM LHC. 22
2.4.4 NACHWEIS VON HIGGS-BOSONEN DES MINIMALEN SUPERSYMMETRISCHEN STAN
DARDMODELLS . 22
2.5 MOEGLICHE ANDERE NEUE PHAENOMENE. 24
2.6 ZUSAMMENFASSUNG DER PHYSIK AM LHC. 24
3 ATLAS-DETEKTOR 26
3.1 INNENDETEKTOR. 28
3.1.1 SILIZIUM-DETEKTOREN. 29
3.1.2 UEBERGANGSSTRAHLUNGS-DETEKTOREN (TRT). 32
3.1.3 REKONSTRUKTIONSEIGENSCHAFTEN DES INNENDETEKTORS. 32
3.2 KALORIMETER. 32
3.2.1 BARREL-BEREICH . 33
3.2.2 ENDCAP-BEREICH. 36
3.2.3 VORWAERTS-/RUECKWAERTSBEREICH . 36
3.2.4 LEISTUNGSDATEN DES ATLAS-KALORIMETERSYSTEMS. 36
3.3 MYONSPEKTROMETER. 37
3.3.1 ZENTRALBEREICH . 38
3.3.2 ENDCAP-BEREICH. 38
3.3.3 LEISTUNGSDATEN DES MYONSPEKTROMETERS. 40
1
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN
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2
INHALTSVERZEICHNIS
4 ATLAS-SOFTWARE
4.1 SIMULATIONSSOFTWARE BEI ATLAS.
4.1.1 GEANT.
4.1.2 ZEBRA.
4.1.3 PYTHIA .
4.1.4 SLUG . .
4.1.5 DICE.
4.1.6 ATRECON.
4.1.7 ATLFAST.
4.1.8 OBJEKTORIENTIERTE OFFLINE-SOFTWARE BEI ATLAS.
4.2 ATLANTIS EVENT-DISPLAY.' ' ' ' ' '
4.2.1
PROJEKTIONEN
ZUR DARSTELLUNG VON EREIGNISSEN BEI ATLAS . . YY
4.2.2 IMPORT VON SIMULIERTEN ATLAS-EREIGNISSEN IN ATLANTIS . . .
4.2.3 IMPORT VON REKONSTRUIERTEN ATLAS-EREIGNISSEN IN ATLANTIS
5 ENTWICKLUNG VON OBJEKTORIENTIERTER SOFTWARE BEI ATLAS
5.1 OBJEKTORIENTIERTES PROGRAMMIEREN.
5.1.1 HIERARCHIEN VON KLASSEN.
5.1.2 PARADIGMEN OBJEKTORIENTIERTER ANALYSE UND DESIGN.
5.1.3 DYNAMISCHES VERHALTEN VON OBJEKTEN.
5.1.4 ARGUMENTE FUER OBJEKTORIENTIERTE SOFTWARE IN DER TEILCHENPHYSIK
5.2 ATLAS SOFTWARE-PROZESS.
5.2.1 PROJEKTMANAGEMENT.
5.2.2 AUSZULIEFERNDE DOKUMENTE .
5.2.3 QUALITAETSKONTROLLEN.
5 2.4 INKREMENTELLE ENTWICKLUNG.
5.2.5 VERBESSERUNG DES SOFTWARE-PROZESSES.
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6 SPURERKENNUNG IM ATLAS-INNENDETEKTOR
6.1 EXISTIERENDE ALGORITHMEN ZUR SPURERKENNUNG.
6.1.1 IPATREC.
6.1.2 XKALMAN.
6.1.3 PIXLREC.
6.2 ASTRA.
6.2.1 FILTER-METHODE. YY
6.2.2 \NPASSUNG DES FILTERS FUER SPUREN AUS VERSCHIEDENEN
TRANSVERSALIMPULSIN
TERVALLEN UND MIT VERSCHIEDENEN STOSSPARAMETERN.
6.2.3 GRUPPIEREN DER GUTEN ORTSPUNKTE.
6.2.4 VERBESSERUNG DER AKZEPTANZ DER INNERSTEN UND AEUSSERSTEN ORTSPUNKTE
. .
6.2.5 BESTIMMUNG DER Z-KOORDINATE DES VERTEXES.
6.2.6 KOMBINATORISCHE SPURERKENNUNG INNERHALB DER GRUPPEN.
6.2.7 ERGEBNIS VON ASTRA BEI EINEM HIGGS-EREIGNIS.
6.2.8 RECHENZEIT .
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INHALTSVERZEICHNIS
3
7 ENTWICKLUNG VON ASTRA 88
7.1 IDEE UND MOTIVATION. 88
7.2 OBJEKTORIENTIERTE ANALYSE UND DESIGN. 88
7.2.1 ANFORDERUNGEN. 88
7.2.2 DESIGN. 89
7.3 VISUELLE TESTS AN EINZELNEN EREIGNISSEN MIT ATLANTIS. 98
7.3.1 IMPLEMENTIERUNG IN DAS ATLANTIS FVAMEWORK . 99
7.3.2 EINZELNE MYONEN.100
7.3.3 FR-JETS.100
7.4 TEST MIT HOHER STATISTIK MIT SLUG/DICE.106
7.4.1 IMPLEMENTIERUNG IN DAS SLUG/DICE FVAMEWORK.106
7.4.2 EINZELNE MYONEN.110
8 FR-TAGGING STUDIEN IN HIGGS-ZERF&LLEN MIT ASTRA 113
8.1 MOTIVATION DER ANALYSE.113
8.2 REKONSTRUKTIONSQUALITAET IN FR-JETS.114
8.2.1 HIGGS-ZERFALLE MIT M# = 100 GEV.116
8.2.2 HIGGS-ZERFALLE MIT MJ* = 400 GEV.123
8.2.3 HIGGS-ZERFALLE MIT = 400 GEV UND PILE-UP.128
8.3 VERTEX FR-TAGGING.137
8.3.1 SPURZAEHL-VERFAHREN.139
8.3.2 "ALEPH"-METHODE .139
8.3.3 LIKELIHOOD-VERHAELTNIS-METHODE.139
8.3.4 HIGGS-ZERFALLE MIT MH = 100 GEV.140
8.3.5 HIGGS-ZERFALLE MIT MG = 400 GEV.141
8.3.6 HIGGS-ZERFALLE MIT MH = 400 GEV UND PILE-UP.143
8.4 KONSEQUENZEN FUER EINE ENTDECKUNG DES HIGGS MIT M# = 100 GEV.145
8.4.1 SIGNAL UND UNTERGRUNDKANAELE.147
8.4.2 REKONSTRUKTION MIT ATLFAST.148
8.4.3 ERGEBNISSE DER ANALYSE .150
9 ZUSAMMENFASSUNG 154
A DEFINITION DES VERWENDETEN KOORDINATENSYSTEMS 158
B FORMELN ZUR DARSTELLUNG VON HELICES 160
B.L GRUPPEN IM BARREL.161
B.2 GRUPPEN IM ENDCAP.161 |
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