Aufbau eines Experiments zur Rückstreupolarisationsmessung an ELSA

Abstract

Das BGO-OD-Experiment am Bonner Elektronenbeschleuniger ELSA wurde für die Detektion von geladenen Teilchen unter kleinen Winkeln in Vorwärtsrichtung bei der Photoproduktion von leichten Mesonen an einem flüssigen Wasserstofftarget entworfen. Bei der Erforschung der Teilchen nutzt man die Methoden der Hadronenspektroskopie. Die Differenzierung verschiedener Resonanzanteile des Nukleonspektrums erfolgt dabei über die genaue Vermessung der Polarisationsobservablen der Reaktion. Um die bisherigen Datensätze im Bereich der Rückstoßpolarisation zu erweitern, soll das bestehende Detektorsystem des BGO-OD-Experiments mit einem Spurdetektor aus mehreren Lagen von Silizium-Streifen-Sensoren erweitert werden. Damit soll es möglich sein, die Rückstreupolarisation von Protonen an einem sekundären Kohlenstofftarget zu vermessen. Darüber hinaus soll das geplante Detektorupgrade die Teilchenspurrekonstruktion unter kleinen Winkeln in Strahlrichtung aufwerten und somit die Ergebnisse des physikalischen Programms für das BGO-OD-Experiment vervielfältigen.<br /> Für dieses neue Detektorsystem werden mehrere Sensoren charakterisiert und über ein Prototyping-Prozess deren Verwendbarkeit analysiert. Dabei wird unter anderem die Sensordepletion, das Signal-zu-Rausch-Verhältnis der Sensoren und deren mögliche Ortsauflösung näher untersucht. Verschiedene Tesmessungen werden beschrieben in denen erste Ergebnisse mit Prototypen des Detektorsystems erarbeitet wurden. Eine umfangreiche Darstellung des verwendeten Auslesesystems für die Sensorik ist ebenso Inhalt dieser Arbeit. Um die Auswirkungen des zusätzlichen Detektors auf das gesamte Experiment bereits vor der Fertigung zu demonstrieren, werden eine Reihe von Simulationen durchgeführt. Die dadurch erhaltenen Erkenntnisse werden in die Planung für das finale Design eingearbeitet, so dass dessen Effizienz gesteigert werden kann. Zuletzt werden die Planungen für die Integration einer Haltestruktur für das Detektorupgrade vorgestellt und erste Konzeptzeichnungen für die Umsetzung des Einbaus in das BGO-OD-Experiment gezeigt.