KIP-Veröffentlichungen

Das Mu3e Experiment sucht nach dem Leptonzahl verletzenden Zerfall μ+ → e+e+e− am Paul-Scherer-Institut in Villigen in der Schweiz. Das Ziel ist die bisherige Messgenauigkeit von 10⁻¹² auf 10⁻¹⁶ zu verbessern. Dafür ist eine hohe Impuls-, Vertex- und Zeitauflösung notwendig, welche durch Pixel-, szintillierende Faser- und szintillierende Kacheldetektoren erreicht wird. Der Kacheldetektor soll dabei eine Zeitauflösung kleiner als 100 ps ereichen, was nur möglich ist, wenn die richtige Zeitinformation dem richtigen Teilchen zugeordnet wird. Ziel dieser Arbeit war dementsprechend ein ,,Energy flow” (,,Energiefluss”) Clustering Algorithmus für den Kacheldetektor zu entwickeln. Dieser Algorithmus konnte Probleme bereits existierender Clustering Algorithmen lösen und wurde mit Daten sowohl aus der Kommisionierungs-Strahlzeit in 2025 als auch Simulationsdaten getestet. Die Simulation machte es möglich die räumliche Effizienz auf 97 % im Radius von 1 cm zum tatsächlichen Treffer zu berechnen. Die zeitliche Effizienz liegt bei 89.7 % für Werte kleiner als 100 ps.

The Mu3e experiment searches for the lepton flavour violating decay μ+ → e+e+e− at the Paul-Scherrer Institute in Villigen Switzerland. It aims to improve the existing limit from 10⁻¹² to 10⁻¹⁶. Therefore a high momentum, vertex and time resolution are necessary, which are achieved
with pixel, scintillating fibre and scintillating tile detectors. The tile detector aims to achieve a time resolution smaller than 100 ps, this can only be realized if the correct timing information is assigned to the right particle. Therefore, the aim of this work was to develop an ”energy flow” clustering algorithm for the tile detector. This algorithm solved problems of existing clustering algorithms and was tested on both data from the commissioning beam time in 2025 and on simulated data. The simulation made it possible to calculate the spatial efficiency of the estimated particle hit to be 97 % within 1 cm of the real hit. The timing efficiency lies at 89.7 % for values closer than 100 ps.