KIP-Veröffentlichungen

Das Mu3e-Experiment beabsichtigt die Suche nach dem Zerfall μ → eee, der die Erhaltung des Lepton-Flavours verletzt. Die geplante Sensitivität von Einem in 10^16 Zerfällen erfordert ein innovatives Detektor-Design mit exzellenter Impuls-, Vertex- und Zeitauflösung. Eine erfolgreiche Beobachtung gäbe einen klaren Hinweis auf Neue Physik jenseits des Standardmodells. Der Mu3e Kachel-Detektor und der Faser-Spurdetektor sind Subsysteme des Detektors, die die Zeitinformation der Zerfallsprodukte messen.

Untergrundprozesse müssen effizient unterdrückt werden, um zwischen Signal- und Untergrundereignissen zu unterscheiden. In dieser Arbeit wird die Unterdrückung für verschiedene Definitionen von zeitlicher Koinzidenz quantifiziert und für eine Akzeptanz von 90% wird die Untergrundeffizienz zu ca. 1% bestimmt. In diesem Zusammenhang wurde eine eigene Simulation implementiert, verschiedene Analysemethoden werden untersucht und erläutert. Des Weiteren wurde ein Prototyp des Kachel-Detektors mit 32 Kanälen konstruiert und in einem Elektronenstrahl betrieben. Eine Messung der Zeitauflösung
ergab ca. 94 ps für ein einzelnes Kanalpaar. Zustzlich wurde ein Aufbau zum Testen von Fasern zusammengestellt, um die prinzipielle Machbarkeit zu demonstrieren.

The Mu3e experiment aims at searching for the lepton flavour violating decay μ → eee. The planned sensitivity of one in 10^16 decays requires an innovative detector design with excellent momentum, vertex and time resolution. A successful  observation would clearly hint at New Physics beyond the Standard Model. The Mu3e tile detector and fibre tracker are sub-systems of the detector measuring the time information of the decay products.

Background processes have to be suppressed efficiently in order to differentiate between signal and background events. In this thesis the suppression is quantified for different definitions of time coincidence and the background efficiency is determined to be roughly 1% for an acceptance of 90%. In this context a custom simulation has been implemented, several analysis methods are examined and explained. Furthermore, a 32-channel prototype of the tile detector has been constructed and operated in an electron beam. A measure ment of the time resolution yielded about 94 ps for a single pair of channels. Additionally, a fibre test setup has been assembled as a proof of concept.