Commissioning of the ATLAS Insertable B-Layer and first operation experience See

Todays research in particle physics offers a wide field of opportunities for scientists from a variety of different subjects. Discoveries can only be made, with hundreds up to thousands of people working together in collaborations. Designing high precision detectors that can be up to several stories tall, followed by production, construction, commissioning and successful operation is only achievable with the combined effort of skilled and experienced detector physicists and engineers, while t...

On the hunt for photons: analysis of Crab Nebula data obtained by the first G-APD Cherenkov telescope See

In this thesis the analysis of data of the Crab Nebula obtained by the First G-APD Cherenkov Telescope (FACT) is presented. An analysis chain using modern machine learning methods for energy estimation and background suppression is developed. The generation and application of the machine learning models are validated using Monte Carlo simulated events. The Crab Nebula can be detected as a source of very high energy gamma rays with a significance of 39.89 σ. Its energy spectrum can be reconstr...

Measurements of sin 2β using charmonium and open charm decays at LHCb See

Charmante Myonen im Eis See

In dieser Dissertation wird der Fluss hochenergetischer Myonen in einem Energiebereich von 10 TeV bis 1 PeV mit IceCube-Daten vom 13.05.2011 bis zum 15.05.2012 rekonstruiert und analysiert. Für diesen Zweck werden aus einem Datensatz mit Myon-Bündel-Ereignissen diejenigen Ereignisse separiert, bei denen ein Myon die anderen energetisch dominiert. Zur Separation wird ein Random-Forest-Modell verwendet, welches einen Datensatz hochenergetischer Myonen mit einer Effizienz von (40,8 +- 0,6) % und...

Studies for the LHCb SciFi Tracker See

The LHCb detector will see a major upgrade in the LHC long shutdown 2, which is planned for 2019/20. Among others, the tracking stations, currently realised as silicon strip and drift tube detectors, will be replaced by the Scintillating Fibre (SciFi) Tracker. The SciFi Tracker is based on scintillating fibres with a diameter of 250 μm, read out by multichannel silicon photomultipliers. The two major challenges related to the fibres are the radiation damage of the light guidance and the ...

Commissioning of the COBRA demonstrator and investigation of surface events as its main background See

The COBRA collaboration investigates 0νββ-decays (neutrinoless double beta-de- cays). Therefore, a demonstrator setup using coplanar-grid CdZnTe detectors is operated at the LNGS underground laboratory. In this work, the demonstrator was commissioned and completed, which is discussed extensively. The demonstrator works reliably and collects low-background physics data. One result of the analysis of the data is that surface events are the dom- inating background component. To better understand...

Röntgen- Photoelektronenspektroskopie mit Silizium-Photomultipliern See

In dieser Arbeit wird untersucht, inwieweit es möglich ist, mit einer Kombination aus Silizium-Photomultipliern und Hochspannungsfluoreszenzschirm einen Detektor zu realisieren, der wesentlich langlebiger ist als die üblicherweise verwendeten Kanalelektronenvervielfacher. Dazu wird ein Detektorprototyp entworfen, konstruiert und getestet. Zum Test des Detektors wird eine Vakuumkammer mit einem Elektronenstrahlsystem aufgebaut. Es wird die Homogenität und Linearität des gefertigten Leuchtschir...

Scintillating fibre and silicon photomultiplier studies for the LHCb upgrade See

Precision tests of the Standard Model using key observables of CP violation and rare decays See

Diese Arbeit beschreibt die Anwendung von statistischen Methoden auf Schluesselmessungen des LHCb Experiments. Die dafür nötige Software wurde im Rahmen dieser Arbeit entwickelt und auf die Messung des CKM Winkels und die Suche der seltenen Zerfälle B0s->µ+µ-und B0->µ+µ- angewendet. Im Verlauf der Arbeit wurde auf einem pp Kollisionsdatensatz, der einer integrierten Luminosität von 1 fb-1 bei ps = 7TeV Schwerpunktsenergie entspricht, der Winkel zum ersten Mal in B0s->Ds K Zerfällen gemessen. ...

First measurement of CP violation in B0 𝙨 → J/𝟁K0 S decays with the LHCb experiment See

Precision measurement of the CKM parameter sin(𝟮𝝱) with the LHCb experiment See

This thesis presents a decay-time dependent measurement of CP violation in the decay of B0 and B0-bar mesons into their common J/ψ KS final state. The CP observables S(J/ψ KS) and C(J/ψ KS) allow access to the magnitude of the symmetry violation in the interference between the B meson decay and mixing amplitudes and can directly be related to the CKM angle β. Using a dataset of selected signal B0 to J/ψ KS candidates corresponding to an integrated luminosity of 3.0 fb-1 collected at centre-o...

Pixel detector modules performance for ATLAS IBL and future pixel detectors See

The ATLAS Detector is one of the four big particle physics experiments at CERN’s LHC. Its innermost tracking system consisted of the 3-Layer silicon Pixel Detector (~80M readout channels) in the first run (2010-2012). Over the past two years it was refurbished and equipped with new services as well as a new beam monitor. The major upgrade, however, was the Insertable B-Layer (IBL). It adds ~12M readout channels for improved vertexing, tracking robustness and b-tagging performance for the upco...

Investigation of n +-in-n planar silicon pixel detectors for application in the ATLAS experiment See

One of the two large multi-purpose detectors at the LHC at CERN is the ATLAS detector. The ATLAS detector consists of several sub-detectors, each with diffe- rent tasks. The ATLAS pixel detector was enlarged with a fourth pixel layer, the Insetable B-Layer (IBL) during the first long shutdown. The IBL will increase the tracking performance under high-luminosity conditions. The IBL consists to 75% of n+-in-n slim edge planar pixel sensors. Sensors with a thickness of 200 µm and a requested flu...

Von der Monte-Carlo-Produktion zur Datenanalyse See

Diese Arbeit bietet einen Einblick in die Analyse der Daten des auf La Palma beheimateten MAGIC-Teleskops. Beginnend mit der Monte-Carlo-Produktion wird die komplette Analysekette beschrieben. Dabei wird die Monte-Carlo-Produktion, angefangen mit der Simulation von Luftschauern, über die Simulation des Reflektors und der Kamera bis hin zur Bestimmung der Bildparameter, beschrieben. Im Anschluss daran erfolgt die Analyse der Daten des Aktiven Galaktischen Kerns Markarian 421, die 2012 genom...

Messages from a Black Hole See

Markarian (Mrk) 421 is a blazar, an Active Galactic Nucleus (AGN) with its jets aligned to our linof- sight. It is therefore possible to detect very high energetic γ-rays, which are produced by ultrarelativitic moving particles inside the jets. In this work this high energetic γ-radiation recorded by the MAGIC-I Cherenkov telescope on the Canary Island of La Palma is analysed. The short-term and long-term variability is examined as well as the spectral shape. Additionally, a periodicity searc...

A data processing firmware for an upgrade of the Outer Tracker detector at the LHCb experiment See

Diese Arbeit beschreibt die Datenverarbeitungssoftware für ein Outer Tracker Upgrade am LHCb Experiment. Das für 2018/19 vorgesehene Upgrade des LHCb Detektors wird sowohl am Detektor als auch abseits dessen neue Ausleseelektronik einführen. Die Elektronik abseits des Detektors wird aus einer mit einem FPGA bestückten Platine bestehen. Um eine korrekte Datenverarbeitung zu gewährleisten, wird es für jeden Subdetektor eine eigene Datenverarbeitungssoftware auf der Firmware des FPGA geben. Die ...

Measurement of the top quark mass in topologies enhanced with single top quarks produced in the t-channel using flavour tagging and a neural network with ATLAS data at √s = 8TeV See

In this thesis a measurement of the top quark mass in topologies that have been enhanced with single-top quark decays in the t-channel produced via weak interactions is presented. The dataset consists of proton-proton collisions at a centre-of-mass energy of sqrt(s) = 8 TeV collected with the ATLAS detector at the LHC with a total integrated luminosity of L = 20.3 1/fb. Selected events contain exactly one charged lepton - which can be either an electron or a muon -, missing transverse energ...

Data-Mining in der Astroteilchenphysik See

IceCube is as neutrino telescope deposited in the glacial ice at the geographic south pole with an instrumented volume of one cubic kilometer. This work presents results on the energy unfolding of muon neutrinos with the IceCube Neutrino Observatory in its 86 string configuration. For the unfolding a sample of high quality muon neutrinos with a purity above 99.2% using a random forest was derived. The unfolding was performed using a second derivative Tikhonov regularization within the softwa...

Neuartige Boten aus dem All See

Zu Beginn dieser Arbeit wurde die Bedeutung der Neutrinoastronomie und die Verbindung zu anderen Gebieten der Astroteilchenphysik verdeutlicht. Der IceCube- Detektor, mit dem diese Arbeit ermöglicht wurde, wurde diskutiert. Auch wurde das Detektionsproblem erläutert, welches auf den niedrigen Wirkungsquerschnitt zwischen Neutrinos und Materie und dem hohen Untergrund zurückzuführen ist. Es wurden weiterhin Methoden des maschinellen Lernens vorgestellt, welche in der Lage sind das Problem des ...