Bestimmung der Wechselwirkungsrate des HERA-B targets und Untersuchung des coasting beam am HERA-Protonen-Ring

Abstract

Um eine erste signifikante Messung der CP-Verletzung im System der B-Mesonen zu erreichen, muss das interne HERA-B Target eine Wechselwirkungsrate von bis zu 40 MHz produzieren. Neben den Anforderungen, die dabei an das Target selbst gestellt werden, ergeben sich daraus auch Anforderungen an die Qualität einer Protonenfüllung im HERA Protonen-Speicherring. Damit festgestellt werden kann, ob das interne HERA-B Target die benötigte Wechselwirkungsrate produziert, ist die genaue Kenntnis der Wechselwirkungsrate von grundlegendem Interesse. Im Rahmen dieser Arbeit wird deshalb zunächst die Methode beschrieben, mit der die Wechselwirkungsrate des Drahttargets aus den Zählraten eines Systems von Szintillationszählern seit der Datennahmeperiode des Jahres 1996 bestimmt wird. Die Effizienz des HERA-B Experimentes wird durch Drahtwechselwirkungen von Protonen, die zeitlich zwischen den gefüllten Bunchen liegen, erheblich eingeschränkt. Ursache hierfür ist eine Gleichstromkomponente im HERA Protonen-Speicherring, die in jeder Protonenfüllung beobachtet wird. Gegenstand dieser Arbeit ist deshalb auch die Untersuchung der Zeitstruktur der durch das HERA-B Target erzeugten Wechselwirkungsrate auf dem zeitlichen Niveau des Abstands der einzelnen Protonenbunche. Anhand verschiedener Messungen werden damit Eigenschaften der den Gleichstromanteil bildenden Protonen untersucht und quantitativ erfasst. Ziel ist es, dadurch das Verständnis für die grundlegenden, den Gleichstrom produzierenden physikalischen Prozesse der longitudinalen Strahldynamik zu vertiefen.