KIP publications

 
year 2022
author(s) Maximilian Wilhelm Josef Köper
title Time alignment of the Mu3e tile detector
KIP-Nummer HD-KIP 22-20
KIP-Gruppe(n) F11
document type Bachelorarbeit
Keywords Mu3e, tile detector, time alignment
Abstract (de)

Das Mu3e Experiment sucht nach dem Leptonflavor verletzenden Zerfall µ → eee. Dieser ist im Standardmodell unterdrückt und eine Entdeckung würde daher direkt auf eine Physik jenseits des Standardmodells hinweisen. Um dies zu erreichen, wird eine Empfindlichkeit von 10−16 angestrebt, was den bisherigen Grenzwert um 4 Größenordnungen verbessern würde. Dafür, sind sowohl eine hohe Rate als auch eine hohe Vertexund Zeitauflösung erforderlich. Die hohe Zeitauflösung wird durch den Kacheldetektor erreicht, der Szintillatoren und Silizium-Photomultiplier (SiPM) zum Auslesen verwendet. Allerdings kann es zwischen den einzelnen Kanälen zu Zeitverschiebungen kommen, die die Zeitauflösung verschlechtern können. In dieser Arbeit wurde die Möglichkeit untersucht, diese Zeitverschiebungen vor Ort mit Clustern und kosmischen Myonen zu kalibrieren, ohne andere Subdetektoren zu verwenden. Es wurde eine Genauigkeit von 1.5ps erreicht. Darüber hinaus wurde die Möglichkeit untersucht, kosmische Myonen zur Kalibrierung zwischen den beiden Kacheldetektor-Stationen zu verwenden.

Abstract (en)

The Mu3e experiment searches for the lepton flavor violating decay µ → eee. This is suppressed in the Standard Model and a discovery would therefore indicate physics beyond the Standard Model directly. In order to accomplish this, a sensitivity of 10−16 is targeted, which would improve the previous limit by 4 orders of magnitude. This requires both a high rate and a high resolution of vertex and timing information. The high time resolution is achieved by the tile detector, which uses scintillators and silicon photomultiplier (SIPM) for readout. However, there may be time shifts between channels, which can degrade the time resolution. In this work, the possibility of calibrating these time offsets in-situ using clusters and cosmic muons, without the use of other subdetectors, was investigated. An accuracy of 1.5ps was achieved. In addition, the possibility of using cosmic muons for calibration between the two tile detector stations was investigated.

bibtex
@mastersthesis{TimeAlKoeper,
  author   = {Maximilian Wilhelm Josef Köper},
  title    = {Time alignment of the Mu3e tile detector},
  school   = {Universität Heidelberg},
  year     = {2022},
  type     = {Bachelorarbeit}
}
KIP - Bibliothek
Im Neuenheimer Feld 227
Raum 3.402
69120 Heidelberg