Frankfurt 2014 – wissenschaftliches Programm

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HK: Fachverband Physik der Hadronen und Kerne

HK 14: Instrumentierung

HK 14.1: Gruppenbericht

Montag, 17. März 2014, 16:30–17:00, HZ 8

Entwicklung von DIRCs für PANDA — •Matthias Hoek — Institut für Kernphysik, JGU Mainz

Das PANDA-Experiment am FAIR Beschleunigerkomplex wird grundlegende Fragen der Hadronenphysik und der QCD untersuchen. Hierzu wird ein Antiprotonen-Strahl mit einem Impuls zwischen 1,5 und 15 GeV/c auf Wasserstoff- oder nukleare Targets gelenkt. Ausgezeichnete Teilchenidentifikation über einen großen Impulsbereich ist dabei unverzichtbar. Die Identifikation von Hadronen im Bereich des Target-Spektrometers wird von zwei Cherenkov-Detektoren gewährleistet. Beide Detektoren beruhen auf dem DIRC-Prinzip, welches eine sehr kompakte Detektorgeometrie ermöglicht. Für beide Detektoren ergeben sich ähnliche Herausforderungen: hohe Ratenfestigkeit, sowie der Betrieb im starken Magnetfeld des Target-Spektrometers. Ein Barrel DIRC, der auf dem erfolgreichen BaBar DIRC beruht, deckt den Bereich um das Target mit Polarwinkeln von 22 bis 140 Grad ab. Entscheidende Verbesserungen im Bereich der abbildenden Optik und der Photodetektoren ermöglichen es, mit höheren Untergrundraten zurechtzukommen. Ein Endcap DIRC, der eine völlig neuartige Geometrie verwendet, deckt den Vorwärtsbereich mit Polarwinkeln von 5 bis 22 Grad ab. Die neuen Designkonzepte beider Detektoren wurden in einer Reihe von Testexperimenten an verschiedenen Beschleunigern (CERN, DESY, MAMI) überprüft. Die gewonnenen Ergebnisse und der Stand der Entwicklung der DIRC-Zähler werden in diesem Beitrag dargestellt.