PANDA, ein Experiment an der zukünftigen FAIR Anlage in Darmstadt, strebt die Spektroskopie von Hadronen mit hoher Präzision und Statistik an. Dazu wird die gluonenreiche Proton-Antiproton Annihilation im Bereich von 1.5 GeV/c bis 15 GeV/c genutzt. Eine möglichst vollständige Abdeckung des Raumwinkels mit allen Detektoren ist eine Grundvoraussetzung um dieses Ziel zu erreichen. Gegenstand dieser Dissertation ist das Systemdesign eines neuartigen DIRC Cherenkov Detektortyps zur Identifikation geladener Hadronen im Bereich der vorderen Endkappe des PANDA Target-Spektrometers. Ein besonderes Merkmal dieses Detektors ist die kompakte, planare Bauweise welche im Akzeptanzbereich (theta < 22°) weniger als 5 cm Platz in Strahlrichtung und ca. 20 cm am äußeren Rand benötigt, wo einzelphotonenabbildende Kameras platziert sind.Nach der Definition von Systemanforderungen wurde das System in logische Komponenten zerlegt. Für jede Komponente wurden mögliche Hardware- und Designoptionen identifiziert, analysiert und hinsichtlich ihrer Konformität mit den Systemanforderungen sowie ihrem Einfluss auf die Leistungsfähigkeit bewertet. Das optische System und Sensor-Layout wurden optimiert um einen Kompromiss zwischen Komplexität und Auflösung zu erlangen. Dieser Ansatz führte zu einem hochgradig modularen Detektordesign.Die resultierende Systemdefinition umfasst die Spezifikation des optischen Systems, der Sensoren und der Ausleseelektronik. Weiter wurde ein Konzept zur Implementierung eines Musterrekonstruktionsalgorithmus zur Online Analyse vorgeschlagen.Das neuartige Konzept erforderte die Entwicklung von speziellen Algorithmen zur Teilchenidentifikation, welche die effiziente Analyse der gemessenen zeitkorrelierten Photonenmuster ermöglichen. Diese Algorithmen wurden mit Signalen getestet, welche mit zeit-basierten Monte Carlo Simulationen generiert wurden um die Zeitcharakteristik der quasikontinuierlichen Interaktion bei der höchsten an PANDA erwarteten Rate nachzubilden. Die daraus folgende Schätzung der Detektoreffizienz ergibt eine Pi/K-Separation von bis zu 4sigma bei einem Impuls von 4 GeV/c.
Verknüpfung zu Publikationen oder weiteren Datensätzen
