Metingen met het FoCal-prototype en hun analyse
Chunhui Zhang, promovendus aan het Nikhef, verdedigt zijn proefschrift 24 mei 2017 aan de Universiteit van Utrecht.
Om de structuur van protonen en kernen te onderzoeken, gebruikte promovendus Chunhui Zhang een voorwaartse calorimeter – een Forward Calorimeter of FoCal. Met deze detector slaagde hij erin om voorwaartse directe fotonen te meten als aanwijzing van gluonverzadiging. Met het volledige prototype met hoge granulariteit zijn bepaalde eigenschappen van deeltjes direct te zien. De detector heeft een hoge positieresolutie en kan de kleine transversale grootte van de cascades onderscheiden. Het prototype heeft echter ook een aantal niet-ideale eigenschappen, waarvan een aantal pas tijdens het testen van de detector werden gevonden. Verscheidene selectieprocedures en extra correcties zijn noodzakelijk om de detectorprestaties te verbeteren.
Vanwege de unieke hoge granulariteit en de kleine Molière-straal van het prototype slaagde Zhang erin om het transversale profiel van cascades in ongekend detail te meten. Om de parameters van de cascade te bepalen, paste hij vier verschillende functies aan op de gemeten transversale profielen. Het regelmatige verloop met laagnummer van parameters van de beste functie wijst erop dat de elektromagnetische cascadeontwikkeling in het prototype ook door een parameterisering in drie dimensies te beschrijven is.
Voor de cascadeontwikkeling in de longitudinale richting geeft de Gamma-verdeling in een breed energiegebied een redelijke beschrijving. De posities van het maximum van de cascade, berekend uit GEANT-simulaties, liggen echter dieper in de detector dan de posities uit de experimentele gegevens. De gemeten Molière-straal ligt zeer dicht bij de theoretisch verwachte waarde. Dit prototype heeft een goede lineaire respons. De waarden van energieresolutie zijn iets groter dan verwacht op basis van de MC-simulaties, maar laten nog redelijke prestatie zien. Het prototype heeft een uitstekend vermogen om naburige cascades te detecteren.
De promotie vindt plaats op woensdag 24 mei 2017, om 10.30 in de Senaatszaal in het Academiegebouw, Domplein 29, Utrecht.
Measurements with a High-Granularity Digital Electromagnetic Calorimeter (pdf)
Promotor: Prof.dr. T. Peitzmann
Copromotoren: Dr.ir. G.J.L. Nooren en Dr.ir. M. van Leeuwen
Contact: Chunhui Zhang