Status of the Micro Vertex Detector of the Compressed Baryonic Matter Experiment

The CBM experiment will investigate heavy-ion collisions at beam energies from 8 to 45 AGeV at the future accelerator facility FAIR. The goal of the experiment is to study the QCD phase diagram in the vincinity of the QCD critical point. To do so, CBM aims at measuring rare probes among them open charm. In order to identify those rare and short lived particles despite the rich combinatorial background generated in heavy ion collisions, a micro vertex detector (MVD) providing an unprecedented combination of high rate capability and radiation hardness, very light material budget and excellent granularity is required. In this work, we will discuss the concept of this detector and summarize the status of the R&D

Conception du détecteur de vertex de l expérience CBM,développement d un modèle de réponse du détecteur et étude de faisabilité des mesures des mésons à charme ouvert

L'expérience CBM (Compressed Baryonic Matter), l'une des expériences majeures du futur accélérateur FAIR (Darmstadt, Allemagne), a pour objectif d'étudier le diagramme des phases de la matière nucléaire dans la région des hautes densités baryoniques nettes et des températures modérées. Un des principaux thèmes de physique de cette expérience est l'étude de la production et de la propagation des particules à charme ouvert, comme les mésons D (particules constituées d'un quark charmé et d'un quark léger), dans les collisions d'ions lourds. La mesure de ces mésons charmés nécessite l'utilisation d'un détecteur de vertex d'excellente précision. La présente thèse est une contribution à la conception et au développement de ce détecteur, appelé MVD (Micro Vertex Detector). Elle porte sur trois aspects principaux. Le premier, concerne la caractérisation expérimentale de la réponse des capteurs MAPS (Monolithic Active Pixel Sensors), constituant les stations du détecteur MVD, au passage des particules chargées. Le second, porte sur le développement d'un modèle permettant de décrire de façon réaliste la réponse du détecteur MVD. En fin, le troisième aspect consiste en une étude détaillée de la faisabilité des mesures des particules à charme ouvert dans les collisions noyau-noyau. Les résultats obtenus montrent que la mesure des particules à charme ouvert est faisable et permettent d'évaluer les performances attendues et les limites de l'expérience.The CBM experiment (Compressed Baryonic Matter), one of the main experiments of the future FAIR accelerator facility (Darmstadt, Germany), aims in studying the phase diagram of nuclear matter in the region of high baryonic densities and moderate temperatures. Among the core physics goals is the study of the production and propagation of open charm particles, like D-mesons (particles containing one charm quark and one light quark) in heavy ion collisions. The measurements of these charmed mesons require the use of an excellent precision vertex detector. The present thesis is a contribution to the design and development of this detection device called MVD (Micro Vertex Detector). It is focused on three different parts. The first one concerns the experimental characterisation of the response of MAPS (Monolithic Active Pixel Sensors) sensors, composing the MVD detector stations, to the passage of charged particles. The second deals with the development of a realistic detector response model for the MVD detector. The last part focuses on a detailed feasibility study of open charm particle measurements in heavy ion collisions. The results demonstrate the feasibility of open charm particle measurements and allow assessing the expected performances and the limitations of the experiment

Design of the Micro Vertex Detector of the CBM experiment : development of a detector response model and feasibility studies of open charm measurement

L'expérience CBM (Compressed Baryonic Matter), l'une des expériences majeures du futur accélérateur FAIR (Darmstadt, Allemagne), a pour objectif d'étudier le diagramme des phases de la matière nucléaire dans la région des hautes densités baryoniques nettes et des températures modérées. Un des principaux thèmes de physique de cette expérience est l'étude de la production et de la propagation des particules à charme ouvert, comme les mésons D (particules constituées d'un quark charmé et d'un quark léger), dans les collisions d'ions lourds. La mesure de ces mésons charmés nécessite l’utilisation d’un détecteur de vertex d’excellente précision. La présente thèse est une contribution à la conception et au développement de ce détecteur, appelé MVD (Micro Vertex Detector). Elle porte sur trois aspects principaux. Le premier, concerne la caractérisation expérimentale de la réponse des capteurs MAPS (Monolithic Active Pixel Sensors), constituant les stations du détecteur MVD, au passage des particules chargées. Le second, porte sur le développement d'un modèle permettant de décrire de façon réaliste la réponse du détecteur MVD. En fin, le troisième aspect consiste en une étude détaillée de la faisabilité des mesures des particules à charme ouvert dans les collisions noyau-noyau. Les résultats obtenus montrent que la mesure des particules à charme ouvert est faisable et permettent d’évaluer les performances attendues et les limites de l’expérience.The CBM experiment (Compressed Baryonic Matter), one of the main experiments of the future FAIR accelerator facility (Darmstadt, Germany), aims in studying the phase diagram of nuclear matter in the region of high baryonic densities and moderate temperatures. Among the core physics goals is the study of the production and propagation of open charm particles, like D-mesons (particles containing one charm quark and one light quark) in heavy ion collisions. The measurements of these charmed mesons require the use of an excellent precision vertex detector. The present thesis is a contribution to the design and development of this detection device called MVD (Micro Vertex Detector). It is focused on three different parts. The first one concerns the experimental characterisation of the response of MAPS (Monolithic Active Pixel Sensors) sensors, composing the MVD detector stations, to the passage of charged particles. The second deals with the development of a realistic detector response model for the MVD detector. The last part focuses on a detailed feasibility study of open charm particle measurements in heavy ion collisions. The results demonstrate the feasibility of open charm particle measurements and allow assessing the expected performances and the limitations of the experimen

Conception du détecteur de vertex de l expérience CBM,développement d un modèle de réponse du détecteur et étude de faisabilité des mesures des mésons à charme ouvert

L'expérience CBM (Compressed Baryonic Matter), l'une des expériences majeures du futur accélérateur FAIR (Darmstadt, Allemagne), a pour objectif d'étudier le diagramme des phases de la matière nucléaire dans la région des hautes densités baryoniques netteThe CBM experiment (Compressed Baryonic Matter), one of the main experiments of the future FAIR accelerator facility (Darmstadt, Germany), aims in studying the phase diagram of nuclear matter in the region of high baryonic densities and moderate temperat

Conception du détecteur de vertex de l expérience CBM (développement d un modèle de réponse du détecteur et étude de faisabilité des mesures des mésons à charme ouvert)

L'expérience CBM (Compressed Baryonic Matter), l'une des expériences majeures du futur accélérateur FAIR (Darmstadt, Allemagne), a pour objectif d'étudier le diagramme des phases de la matière nucléaire dans la région des hautes densités baryoniques nettes et des températures modérées. Un des principaux thèmes de physique de cette expérience est l'étude de la production et de la propagation des particules à charme ouvert, comme les mésons D (particules constituées d'un quark charmé et d'un quark léger), dans les collisions d'ions lourds. La mesure de ces mésons charmés nécessite l utilisation d un détecteur de vertex d excellente précision. La présente thèse est une contribution à la conception et au développement de ce détecteur, appelé MVD (Micro Vertex Detector). Elle porte sur trois aspects principaux. Le premier, concerne la caractérisation expérimentale de la réponse des capteurs MAPS (Monolithic Active Pixel Sensors), constituant les stations du détecteur MVD, au passage des particules chargées. Le second, porte sur le développement d'un modèle permettant de décrire de façon réaliste la réponse du détecteur MVD. En fin, le troisième aspect consiste en une étude détaillée de la faisabilité des mesures des particules à charme ouvert dans les collisions noyau-noyau. Les résultats obtenus montrent que la mesure des particules à charme ouvert est faisable et permettent d évaluer les performances attendues et les limites de l expérience.The CBM experiment (Compressed Baryonic Matter), one of the main experiments of the future FAIR accelerator facility (Darmstadt, Germany), aims in studying the phase diagram of nuclear matter in the region of high baryonic densities and moderate temperatures. Among the core physics goals is the study of the production and propagation of open charm particles, like D-mesons (particles containing one charm quark and one light quark) in heavy ion collisions. The measurements of these charmed mesons require the use of an excellent precision vertex detector. The present thesis is a contribution to the design and development of this detection device called MVD (Micro Vertex Detector). It is focused on three different parts. The first one concerns the experimental characterisation of the response of MAPS (Monolithic Active Pixel Sensors) sensors, composing the MVD detector stations, to the passage of charged particles. The second deals with the development of a realistic detector response model for the MVD detector. The last part focuses on a detailed feasibility study of open charm particle measurements in heavy ion collisions. The results demonstrate the feasibility of open charm particle measurements and allow assessing the expected performances and the limitations of the experiment.STRASBOURG-Sc. et Techniques (674822102) / SudocSudocFranceF

Resonance production in p+p, p+A and A+A collisions measured with HADES

The knowledge of baryonic resonance properties and production cross sections plays an important role for the extraction and understanding of medium modifications of mesons in hot and/or dense nuclear matter. We present and discuss systematics on dielectron and strangeness production obtained with HADES on p+p, p+A and A+A collisions in the few GeV energy regime with respect to these resonances

Low mass dielectrons radiated off cold nuclear matter measured with HADES

The High Acceptance DiElectron Spectrometer HADES [1] is installed at the Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung (GSI) accelerator facility in Darmstadt. It investigates dielectron emission and strangeness production in the 1-3 AGeV regime. A recent experiment series focusses on medium-modifications of light vector mesons in cold nuclear matter. In two runs, p+p and p+Nb reactions were investigated at 3.5 GeV beam energy; about 9·109 events have been registered. In contrast to other experiments the high acceptance of the HADES allows for a detailed analysis of electron pairs with low momenta relative to nuclear matter, where modifications of the spectral functions of vector mesons are predicted to be most prominent. Comparing these low momentum electron pairs to the reference measurement in the elementary p+p reaction, we find in fact a strong modification of the spectral distribution in the whole vector meson region

The dp-elastic cross section measurement at the deuteron kinetic energy of 2.5 GeV

New results on the differential cross section in deuteron-proton elastic scattering are obtained at the deuteron kinetic energy of 2.5 GeV with the HADES spectrometer. The angular range of 69° – 125° in the center of mass system is covered. The obtained results are compared with the relativistic multiple scattering model calculation using the CD-Bonn deuteron wave function. The data at fixed scattering angles in the c.m. are in qualitative agreement with the constituent counting rules prediction

In-medium hadron properties measured with HADES

Many QCD based and phenomenological models predict changes of hadron properties in a strongly interacting environment. The results of these models differ significantly and the experimental determination of hadron properties in nuclear matter is essential. In this paper we present a review of selected physics results obtained at GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH by HADES (High-Acceptance Di-Electron Spectrometer). The e+e− pair emission measured for proton and heavy-ion induced collisions is reported together with results on strangeness production. The future HADES activities at the planned FAIR facility are also discussed