Development of a CMOS pixel based inner tracker for the BES-III experiment at BEPC-II
Développement d'un détecteur interne basé sur CMOS pixel pour traquer les trajectoires des particules à l'expérience de BESIII au BEPC-II
Détecteur de pixels
Optimisation du tracker
CPS test
Algorithme de suivi de trajectoires
Pixel detector
Tracker optimization
CPS test
Tracking algorithm
539.7
Capteurs d'images CMOS
Détecteurs à semiconducteurs
Méthode de Monte-Carlo
Particules (physique)
La thèse se place dans le contexte du programme de physique prévu auprès du collisionneur Beijing Electron Positron Collider II, pour lequel l'expérience BESIII (Beijing Electron Spectrometer III) doit subir une jouvence. Mon travail concerne l'amélioration des performances de la trajectométrie centrale de l'expérience, en explorant une nouvelle approche utilisant les capteurs à pixels CMOS (CPS) en remplacement partiel de la chambre à dérive actuelle. Il est validé, qu'un pixel de 39.0X50.8 µm2 permet d'atteindre une résolution spatiale ~10 µm. Cette confirmation ouvre la voie pour le développement d'échelle de grande longueur. Un logiciel générique proposant une stratégie d'optimisation pour un trajectomètre pixellisé a été mis au point et appliqué au cas particulier du BESIII. Il a permis de montrer qu'une configuration à trois couches optimise la résolution sur les trajectoire alors qu'une option incluant une couche double-face atteint une efficacité de reconstruction supérieure.
The thesis addresses the upcoming particle physics program foreseen at the Beijing Electron Positron Collider II, for which the Beijing Electron Spectrometer III (BESIII) is being upgraded. The work presented focused on the upgrade of the central tracker of the experiment by exploring the possibilities offered by a new approach using CMOS Pixel Sensors (CPS) instead of the present gas drift chamber. The performance of CPS with a larger pixel (39.0X50.8 µm2) and a lower power consumption has been validated, which will help to develop long ladders. A general strategy and software to optimise the design of a barrel pixelated tracker has also been developed, and its application on the BESIII silicon tracker indicates that the layout of three evenly placed single-sided layers is favoured by BESIII physics for the best momentum resolution, with an option using one double-sided ladder to achieve a higher tracking efficiency.
Electronic Thesis or Dissertation
Text
en
PDF
12190220
Université de Strasbourg
Strasbourg
2018-12-31
https://theses.hal.science/tel-01725127
application/pdf
12165593
https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2017/LIU_Qingyuan_2017_ED182.pdf
http://www.theses.fr/2017STRAE021/abes
https://theses.hal.science/tel-01725127
https://theses.hal.science/tel-01725127
https://theses.hal.science/tel-01725127
https://theses.hal.science/tel-01725127
Liu
Qingyuan
1988-11-07
CN
224525913
21417711
https://theses.fr/2017STRAE021
2017STRAE021
https://doi.org/10.70675/d79465d4z1690z45c9zbd56z521018388bee
2017-09-19
Physique des particules élémentaires
Strasbourg
131056549
Doctorat
Docteur es
non
oui
Winter
Marc
MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1
107960184
Wang
Meng
MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_2
224525980
Courtin
Sandrine
MADS_PRESIDENT_DU_JURY
142873721
142873721
Kajfasz
Éric
MADS_RAPPORTEUR_1
150389043
Laktineh
Imad
MADS_RAPPORTEUR_2
098980718
098980718
École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....)
MADS_ECOLE_DOCTORALE_1
PH
156500019
Institut pluridisciplinaire Hubert Curien (Strasbourg ; 2006-....)
MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1
157760502
93777
ddc:530
Winter
Marc
Wang
Meng
Courtin
Sandrine
Kajfasz
Éric
Laktineh
Imad
École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg)
Institut pluridisciplinaire Hubert Curien (Strasbourg)
PDF
12190220