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T: Teilchenphysik

T 410: Kalorimeter

T 410.2: Group Report

Tuesday, March 16, 1999, 16:55–17:20, MA3

Ein PbWO₄–Strahlrohr–Kalorimeter für ZEUS — •N. Gendner¹, U. Holm¹, K.F. Johnson², A. Meyer–Larsen¹ und S. Thies¹ — ¹I. Institut f. Experimentalphysik, Universität Hamburg — ²Florida State University, Tallahassee, für die ZEUS–Kollaboration

Zur Messung von Elektronen aus der Elektron–Proton–Streuung im Impulsübertragsbereich 0.1<Q²<0.85 GeV² ist im ZEUS–Detektor unter kleinem Winkel ein Stichproben–Kalorimeter in Wolfram/Szintillator–Bauweise mit einer Energieauflösung von 17 %/√E installiert. Es ist geplant, dieses Strahlrohr–Kalorimeter durch ein Kalorimeter aus PbWO₄–Kristallen mit einer Auflösung von 5 %/√E zu ersetzen und damit den kinematischen Bereich zu erweitern sowie die Genauigkeit der Messung der Protonenstrukturfunktion F₂ zu erhöhen. Das PbWO₄–Kalorimeter muß schwierige Randbedingungen in Bezug auf Baugröße, Lichtausbeute, Abklingzeit des Szintillationssignals und Strahlenhärte der Kristalle erfüllen. Es wird gezeigt, daß eine Serie von 20 La–gedopten PbWO₄–Kristallen der Abmessungen 200x24x24 mm³, die 1997 in Bogoroditsk, Rußland, hergestellt wurden, diese Bedingungen erfüllen. Ihre Qualität in Lichtausbeute, Strahlenhärte und Abklingzeit des Lichtpulses übertrifft die der ersten Serie von Kristallen aus dem Jahr 1995. Beim Betrieb in ZEUS ist durch Strahlenschäden und deren Ausheilung eine Veränderung der Energiekalibration des Kalorimeters zu erwarten. Es konnte gezeigt werden, daß durch die Messung der Transmission mit Leuchtdioden diese Änderungen genau geeicht werden können. Das Kalorimeter aus 4x4 Kristallen wurde in seiner endgültigen Form aufgebaut und am CERN in einem SPS-Teststrahl mit Elektronen von 3-100 GeV getestet. Die Ergebnisse der Messungen und der Voruntersuchungen, insbesondere Messungen des Strahlenschadens während Bestrahlung und Ausheilung, der Vergleich mit einer Monte–Carlo–Simulation sowie die Konstruktion des Kalorimeters werden präsentiert.