Mein Name ist Johannes Rindhauser und ich arbeite zur Zeit am Hochenergiephysik Institut (HEPHY) der österreichischen Akademie der Wissenschaften. Dort beschäftige ich mich mit der Rekonstruktion von Vertices (Zerfallspunkte von Teilchen) mit Hilfe von sogenannten robusten Methoden für das BELLE Experiment in Tsukuba (Japan). Bei diesem Experiment geht es um den Nachweis der CP-Verletzung (keine Erhaltung des Produkts von Ladungsumkehr und Parität in bestimmten Zerfällen, entgegen den Vorhersagen des Standardmodels).
Für diesen Zweck arbeitet der Beschleuniger mit einer bestimmten Energie, um B-Mesonen zu produzieren (B-Factory, wobei B für den quark-flavour "bottom" oder "beauty" steht).
Bei meinem Studium der techn. Physik an der TU Wien interessierte ich mich speziell für Quantenmechanik und Softwareentwicklung. Nach Abschluß meiner 3 Projektarbeiten aus diesen Bereichen, habe ich mich auf eine Ausschreibung für eine Diplomarbeit am HEPHY beworben. Thema war: "Studien zur Vertexrekonstruktion am Belle Experiment". Es ging dabei darum, eine robuste Methode zur Vertexrekonstrution für das Belle Experiment anzuwenden, zu implementieren und zu testen.
In Hochenergiephysikexperimenten erzeugt man im allgemeinen durch Wechselwirkung (Zusammenstoß) von zB. e+ e- (wie zB. bei Belle) mit einer bestimmten Energie, bestimmte Zerfallsprodukte, welche in Folge wiederum in andere Teilchen zerfallen können.
Der Detector des Belle-Experiments.
In obigem Bild sieht man die CDC (Central Drift Chamber) und ganz in der Mitte um das Strahlrohr den SVD (Silicon Vertex Detector) welche Teile des Gesamtdetektors sind; die 2 Strahlen kommen von links und rechts. Es sind die Spuren eines Ereignisses dargestellt, die von einem Vertex in der Mitte des Detektors kommen.
Diese können dann Signale in Detektoren auslösen, welche durch elektronische Schaltungen ausgelesen werden. Aufgrund dieser Signale kann man auf die Durchgangskoordinaten durch den Detektor schließen. Die Bahn des Teilchens wird durch den Detektor sozusagen in eine Menge von Punkten (Hits) zerlegt. In einem Zerfallsereignis kommen normalerweise viele Teilchenbahnen (Spuren) zusammen.
Aufgabe der Rekonstruktion ist es jetzt, die Punkte zu Spuren zuzuordnen und die Spuren optimal zu schätzen (fitten). Im Weiteren werden die Spuren dann bestimmten Zerfällen zugeordnet und dann die Zerfallsposition (Vertex) rekonstruiert. Schließlich kann man auch Bedingungen an die Spuren eines Vertex stellen (kinematischer Fit; zB. Energie- und Impulserhaltung). Von Schritt zu Schritt verbessert sich dabei die Genauigkeit der Spuren.
In obigem Bild sieht man eine Menge von Spuren und hat hier das Problem diese zu Vertizes zuzuordnen. Man sieht leicht die 2 Gruppen - der robuste Fitter sollte automatisch eine der Gruppen finden. Dann könnte man nur mit den restlichen Spuren nach der 2. Gruppe suchen (Clustering).
In diesen Ablauf können sich auch Fehler einschleichen, wie zB. falsche Zuordnung von Hits zu Spuren oder Spuren zu Vertizes. Hier kommen die robusten Fitter ins Spiel. Diese "erkennen" sozusagen die falschen Hits bzw. Spuren und geben ihnen ein niedrigeres Gewicht. Das führt zu genaueren Spuren und Vertices.
Zur Zeit arbeite ich mit Kollegen an der Erweiterung des Fitters und an der Optimierung für verschiedene Ereignisklassen.
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