Hadron kalorimetrelerinin CMS deneyi için test analizleri

ÖZETBu tez çalışmasında CERN laboratuvarında devreye alınacak olan CMS dedektörünün bir parçasını teşkil eden HF kalorimetresi ile ilgili detaylı bilgiler verilmektedir. HF kalorimetresi CMS dedektörünün merkezindeki etkileşme noktasından ± 11 m mesafede konumlandırılmıştır. HF kalorimetresinin temel görevi pseudorapidity menzilini 3.0£½h½£ 5.0 arasında kapatmaktır.Çeşitli dedektör teknolojileri olmasına rağmen hala daha cevaplanmayı bekleyen sorular vardır. Standart Model'de kütlenin nedeni skaler bir Higgs bozon olarak öngören Higgs Mekanizması ile açıklanır. LEP ve Tevatron çarpıştırıcılarında yapılan pahalı deneylere rağmen şimdiye kadar Higgs parçacığı gözlemlenememiş ve bunun sonucunda da Higgs mekanizması doğrulanamamıştır. Şu an CERN'de yapımı devam eden LHC'nin açık kalan sorulara aydınlık getirmesi beklenmektedir. CMS dedektörü LHC dairesinde, 14 TeV'lik kütle merkezli enerjiyle protonların çarpışmasıyla oluşan olayları değerlendirmek amacıyla beşinci etkileşme noktasına yerleştirilmiştir.Şimdiye kadar, süpersimetrik parçacıkları görebilmek için çeşitli similasyon çalışmaları yapılmıştır. Eğer varsa, süper simetrik parçacıkların gözlemlenebilmesi için gerekli olan 300 'lik toplam lüminosite değerine ilk 4 ya da 5 yıl içinde ulaşılması planlanmaktadır.Bu tez çalışması, HF kalorimetresinin 2003 yılında yapılan test ölçümlerini incelemektedir. LHC deneyinde 14 TeV'lik kütle merkezli enerjide protonların çarpışmasında SUSY ve standart modelin ötesinde yeni fizik öğeleri aranacaktır. Bu arada 2007 yılında LHC devreye alınana kadar, elektron ve pion ışınları ile CMS dedektörünün alt kalorimetrelerinin (ECAL, HCAL, HF gibi) performanslarının belirlenmesi için test ölçümleri yapılmaktadır.Sonuç olarak dedektörün hermetik olması açısından HF kalorimetresi pseudorapidite değerini 5.0'a kadar genişlettiği için önemlidir. Ayrıca HF kalorimetrisi, çok ileri jetlerin incelenmesi ve kayıp enerjinin belirlenmesi için gereklidir.July,2004 Yenal AYDIN ABSTRACTThe subject of this thesis is about the performance analysis of the Hadron Forward Calorimeter (HF) for the Compact Muon Solenoid (CMS) Experiment at the Large Hadron Collider (LHC) of the European Particle Physics Laboratory CERN. HF is located at 11 m from interaction point of CMS detector. It is the task of HF to cover pseudorapidity range of In spite of various detector technologies, the open questions still remain. In the Standart Model the origin of masses is explained by the Higgs Mechanism which predicts a new scalar boson, the Higgs particle. Despite extensive searches at LEP and Tevatron the Higgs particle so far has not been found and therefore the Higgs Mechanism could not be confirmed. Construction of the Large Hadron Collider, actually in progress at CERN should give a definite answer to these questions. The CMS detector will be placed on the LHC ring at the interaction point fifth to collect events produced at the 14 TeV of the centre of mass energy during proton-proton collisions delivered by LHC.Several simulation studies have been performed up to now by the CMS Collaboration to evaluate the detector capability to observe an excess of Supersymmetric events over the Standart Model ones. It has been found that for their observation, an integrated luminosity of 300 is needed, which should be achieved in the first four or five years.This thesis represents the first attempt to analyse test run data results of HF calorimeter in 2003. In LHC experiment two proton beams will be collided at 14 TeV at the center of mass energy. After the collisions, SUSY and new physics will be searched beyond the Standart Model. Subdetectors of CMS (ECAL, HCAL, HF etc.) are tested by electron and pion beams.As a result, HF calorimeter which expands pseudorapidity up to 5.0 is important for the hermiticity of CMS detector. HF calorimeter is necessary to reconstruct very forward jets and to determine missing energy.July, 2004 Yenal AYDI