Untersuchung des Verhaltens von Driftrohren bei starker γ Bestrahlung sowie Vermessung von Driftrohrkammern mit Hilfe von Myonen der kosmischen Hohenstrahlung

Im Myonspektrometer des ATLAS-Detektors am LHC, bei dem Protonen mit einer Schwerpunktsenergie von 14 TeV kollidieren, werden Kammern aus Hoch- druckdriftrohren zur Vermessung der Trajektorien der Myonen verwendet. Um den Impuls der Myonen aus der Kummung ihrer Spur in dem 0.4 T starken Ma- gnetfeld mit hinreichender Genauigkeit vermessen zu k¨onnen, mussen zum einen die Driftrohre eine Ortsaufl¨osung von σr ≤ 100 µm liefern und zum anderen muss die Position jedes Annodendrahtes, also auch die Geometrie jeder Kammer, mit einer Genauigkeit von deutlich besser als 100 µm bekannt sein. Die Arbeit besch¨aftigt sich mit diesem Problem an zwei Fronten. Wegen der hohen Luminosit¨at des Beschleunigers und des großen Wirkungs- querschnittes fur Proton-Proton-Kollisionen, herrscht im Myonspektrometer ein erheblicher Untergrund an Photonen und Neutronen. Um das Verhalten der Drift- rohre bei hoher Untergrundz¨ahlrate zu untersuchen, wurde eine Teststrahlmes- sung durchgefuhrt, bei der neben einem hochenergetischen Myonstrahl (100 GeV) auch eine 740 GBq starke γ-Quelle die Kammer beleuchtete. Mittels eines hochaufl¨osenden Referenzdetektors aus Silizium-Streifenz¨ahlern wurden Orts- aufl¨osung und Effizienz bei unterschiedlichen Untergrundstrahlungsniveaus unter- sucht. Eine M¨oglichkeit die Ortsaufl¨osung zu verbessern, in dem mittels einer in die Ausleseelektronik integrierten Pulsh¨ohenmessung die Abh¨angigkeit zwischen Signalzeit und Pulsh¨ohe betrachtet wird, wurde untersucht und weiterentwickelt. Damit konnte die Aufl¨osung unabh¨angig von der Photonenbestrahlung um 13 % verbessert und die angestrebte Ortsaufl¨osung von 100 µm selbst beim Dreifachen der erwarteten Untergrundstrahlung erreicht werden. In Zusammenarbeit mit dem Max-Plank-Institut fur Physik in Munchen und dem Joint Institute for Nuclear Research in Dubna werden 88 der 1226 Myon-kammern gebaut. Zur ersten Inbetriebnahme und Uberprufung der Qualit¨at dieser Kammern wurde der H¨ohenstrahlmessstand eingerichtet. Insbesondere kann dort die Geometrie einer Kammer bestimmt werden, in dem sie zwischen zwei Referenzkammern eingebaut wird, deren Geometrie mit einem R¨ontegentomo- graphen genau vermessen wurde. Mit Hilfe dieser Kammern wird die Spur des kosmischen Myons bestimmt. Aus systematischen Abweichungen zwischen dieser Referenzspur und den Messungen in der zu testenden Kammer, kann die Position eines jeden Drahtes mit einer Genauigkeit in der Gr¨oßenordnung 10 µm bestimmt werden. Diesbez uglich wird die Arbeit von Oliver Kortner [17] fortgesetzt, also der Messstand hin zu drei vollst¨andig ausgelesenen Kammern ausgebaut und seine Leistungsf¨ahigkeit uberpruft. Der Messstand erlaubt es, mechanische Un- genauigkeiten der Kammern, die allerdings nur selten vorkommen, zuverl¨assig zu finden und zu quantifizieren. Dadurch sind auch Kammern die von der Norm- geometrie abweichen vollst¨andig beim ATLAS-Experiment einsetzbar, wenn die im Messstand ermittelten Geometrieparameter in der Spurrekonstruktion beruck-sichtigt werden.