CMS deneyinde kullanılan HF dedektörlerinin enerji lineerliği ve enerji çözünürlüğü

Abstract

ÖZET Bu çalışmada, CERN'deki LHC hızlandırıcısı üzerinde kurulmakta olan CMS deneyindeki İleri Hadron Kalorimetre' sinin (HF) enerjinin çözünürlüğü ve lineerliği incelenmiştir. HF dedektörü, CMS deneyinin uç kısmında bulunmaktadır. 2,6< r/ <4,7 rapitite aralığındaki (çok küçük açılardaki) saçılmalan incelemek amacıyla kurulmuştur, îçerisinde kuartz kablolar ve demir soğurucular bulunmaktadır. Dedektöre gelen ışın, kuartz kablolar içerisinde Çerenkov sinyaline dönüşmektedir. Bu sinyal, fotoçoğaltıcılar tarafından yükseltilir. Elde edilen veriler, Veri Dönüşüm Merkezi'nde (Data Acquisition Center, DAQ) toplanır. Hızlandırılan demetlerin her etkileşmesi, bir `run numarası` île adlandırılır. Bu çalışmada, 2003 Temmuz ayında alman sırayla 7929, 7934, 7936, 7938, 7940 run numaralı veriler kullanılmıştır. Bu veriler yine aynı şurayla 300, 200, 150, 100 ve 50 GeV enerjili Pion demetleri ile elde edilmiştir. Enerji çözünürlüğü ve lineerliği, dedektörün güvenirliğinin test edilmesi açısından önemlidir. Ölçülen enerjinin, giren enerjiye oram `1` civarında olursa dedektörün enerjisi; lineerdir. Enerjisi lineer olmayan dedektörlerde giren enerji ile ölçtüğümüz enerji arasında büyük farklılıklar vardır. Gelen enerji ile üretilen sinyal sayısı orantılıdır. Bu orandaki dalgalanmalar, enerjinin çözünürlüğünü belirler. Enerji çözünürlüğü, ortalama enerjideki sapmaj O ve ortalama enerji; E olmak üzere şöyle bulunur; o/E = a/(E)i4 + b/E + c Formülde yer alan a; Birincil parçacıkların dalgalanmasını, b; Gürültü terimini ve c; Kalorimetrenin yapım kusurlarım temsil eden katsayılardır. Anahtar Kelimeler: CMS, HF, Dedektör, Kalorimetre, Enerji Çözünürlüğü, Enerji Lineerliği m

SUMMARY In this study, there is an investigation about forward hadron (HF) calorimeter's energy resolution and linearity. HF kalorimeter is essambled on the LHC accelerator in CERN. HF dedector is located at the forward part of CMS experiment. HF's rapitity is between 4,7 and 2,6. It catches in earning beams with little angles. HF dedector made of bunch of quartz fibers inserted in iron absorbers. In coming beam produces a Cherenkov signal in quartz fibers. This signal is amplified by photomultipliers. Obtained data are stored at Data Acquisition Center (DAQ). In this study, data which had been taken during July of 2003 was used. Run numbers of these data were; 7929, 7934, 7936, 7938, 7940. They obtained with Pions at 300, 200, 150, 100 and 50 GeV energy. Energy resolution and linearity are important parameters for being sure that we have getting the data from the HF calorimeter. If the radio of measured energy and in coming beam energy is equal to `1`, then the energy of dedector is linear. So there will be an important variation between the mesured energy and the coming energy, if dedector isn't linear. There is a relationship between coming energy and produced signal. Changes in this relation determines energy resolution. The formula of energy resolution is; o/E = a/(E)''4 + b/E + c Where, Sigma (o) shows bias at average energy, `E` is mean energy, `a` is for changes in number of primer particles, `b` is noise term, `c` symbolizes setting faults. Key words: CMS, HF calorimeter, Energy linearity, Energy resolution TV