Cern-slhc Atlas Deneyinin Geleceği İçin Öngörülen Micromegas Ve Gem Detektörleri

Abstract

Dünyanın en büyük parçacık fiziği laboratuvarı olan CERN’de karanlık maddeden, anti maddeye, ekstra boyutlara, süpersimetrik parçacıklardan, maddeye kütle kazandırdığı öngörülen Higgs bozonuna kadar daha bir çok bilinmeyeni aramak için inşa edilen LHC (Büyük Hadron Çarpıştırıcısı) çalışmaya başlamıştır. Daha uzun yıllar çalışmaya devam edecek olan LHC’nin ilerleyen yıllarda gelişen teknoloji ile birlikte güncellenmeye ve yenilenmeye ihtiyacı olacaktır. ATLAS detekötü LHC’nin belli kısımlarına yerleştirilmiş olan detektörlerden en büyüğüdür. ATLAS detektörünün alt detektörlerinden olan Muon kısmının da bu güncellenme aşamasında yenilenmesi gerekecektir. Muon Spektrometre ATLAS’ın en büyük kısmıdır ve Katot Şeritli Odacıklar (CSC), Muon kısmının bölümlerinden biridir. Bu tezde Mikro Modelde Gazlı Detektörlerden (MPGD) ve deneyin güncellenme aşamasında Katot Şeritli Odacıklar kısmı için kullanılmaya aday olan yeni nesil MPGD çeşitlerinden Micromegas ve GEM incelenmiştir. Son yıllarda MPGD geliştirilerek yüksek enerji fiziğine ve diğer fizik dallarına katkısı oldukça etkili hale gelmiştir. Micromegas, tetikleme ve iz sürme işlemlerini birlikte yapabilme kapasitesine sahip, SLHC (Super-LHC)’de çok yüksek parçacık değerlerine ulaşıldığında bu ölçümleri yapabilecek bir detektördür. GEM ise düşük maliyetlerde yüksek performansa sahip, çözünürlüğü yüksek, esnek ölçeklere sahip birçok avantaja sahip bir detektördür. Bu tezdeki çalışmalar boyunca Micromegas ve ayrıca içerisine GEM yerleştirilerek bu detektörlerin performans testleri yapılmıştır. Detektörleri test etmek için periyodik olarak CERN’de yapılan Test-beam süreçlerinden bahsedilerek bu süreçlerde alınan verilerin analizine değinilmiştir.

The world’s largest particle physics laboratory CERN switches on the Large Hadron Collider (LHC), designes to search new physics and new particles including Higgs boson, dark matter, dark energy, extra dimensions, supersymmetry, matter and antimatter. After the LHC works for a while, an upgrade is needed for the renovations with extra needs. The ATLAS detector is one of the six particle detector experiments constructed at LHC. The Muon system of ATLAS experiment is also needed a detector upgrade in the highest rapidity region. Muon Spectrometer is the largest part of the ATLAS detector, and Cathode Strip Chamber (CSC) which is a part of the Muon system has new technology detector candidates instead of it. In this thesis, The Micro Pattern Gas Detectors (MPGD) are introduced as the candidates for the upgrade. The two more are developed MPGDs technologies are Gas Electron Multiplier (GEM) and Micromesh Gaseous Structure (Micromegas). Muon Atlas Micromegas is a good potential candidate for the construction of large muon chambers for that combine trigger and tracking capability and can sustain high particle rates expected at the SLHC (Super-LHC). GEM detector also has many advantages as very high radiation rate capability, high performance at low cost, flexible detector shape, readout patterns, good energy resolution and spatial resolution. The performance tests of Micromegas and GEM, also some laboratory measurements are determined with this work. On the other hand, the test-beam which is done to test the detectors at CERN is mentioned, and the basics of the test-beam data analysis are introduced.