RISE Weltweit Praktikum 2015 in Montreal DHCAL Calibration Using Track Segments Katja Fahrion 29. Oktober 2015 1 Allgemeines 1.1 Reisevorbereitungen Ich habe mich für den Zeitraum vom 1. August bis zum 23. Oktober 2015 auf ein RISE Praktikum in Kanada und den USA beworben. Im März 2015 habe ich schließlich die Zusage erhalten. Es sollte für mich nach Montreal gehen, an die McGill Universität. Schon kurz nach der Zusage habe ich mich um ein Visum, genauer gesagt ein work permit, bemüht. Man kann dieses online über http://www.cic.gc.ca beantragen. Dafür muss man einige Dokumente hochladen, darunter eine Kopie des Reisepasses, ein Digitalfoto und diverse Bescheinigungen und Formulare. Einige habe ich von meinem Betreuer François Corriveau erhalten, für andere musste ich Platzhalter hochladen, da ich als Student eben keine Arbeitszeugnisse aufweisen konnte. Es hat einige Zeit gedauert, bis ich alle Unterlagen beisammen hatte, doch schließlich blieb nur noch die Bearbeitungsgebühr von ca. 150 CAD übrig. Danach musste ich etwa vier Wochen warten meine Bewerbung für das work permit bewilligt war. Auch das lief über das online Portal. Während ich auf die Bestätigung für mein work permit wartete, habe ich mich um eine Unterkunft in Montreal gekümmert. Die offiziellen Studentenwohnheime, die man im Internet findet, sind sehr teuer. Außerdem hat man bei 12 Wochen Praktikum immer das Problem, dass vielen Vermietern diese Zeitspanne zu kurz ist. Für mich war die Wohnungssuche jedoch recht schnell erledigt, denn ein Ehepaar, das bereits im Vorjahr zwei RISE Praktikanten aufgenommen hatte, bot per Mail ein Zimmer an. Dieses nahm ich dann auch, da es mit 480 CAD recht billig war. Vor Ort habe ich jedoch die Erfahrung gemacht, dass es nicht schwer ist, eine Unterkunft zu finden, gerade im Sommer, wenn viele Praktikanten und Sommerstudenten an den Universitäten unterwegs sind. Man kann also für gutes Geld recht zentral wohnen. 1 Schon etliche Wochen bevor ich überhaupt nach Montreal ging, waren meine Reisevorbereitungen abgeschlossen. Es war auch nicht schwer, einen günstigen Flug zu finden. 2 Das Leben in Montreal Obwohl Montreal eine Stadt mit weit über einer Million Einwohner ist, hat man selbst direkt in Downtown nicht das Gefühl, in einer so großen Stadt zu sein - trotz etlicher Wolkenkratzer. Die Straßen sind selten überfüllt, genauso wie die Metro, die einen schnell von einem Ende der Halbinsel zum anderen bringt. Es gibt sehr viele Parks, wie zum Beispiel den Mont Royal Park. Von dort hat man einen wunderbaren Blick über die Stadt, außerdem findet hier jeden Sonntag ein Trommelfestival statt. In Montreal immer etwas los, zumindest im Sommer. Es gibt Straßenfeste, Festivals oder besondere Events der einen oder anderen Bar. Bier ist mit etwa 6 bis 7 CAD pro Pint nicht gerade billig, aber überall in der Stadt findet man nette Mikrobrauereien, die ihre Spezialitäten anbieten. Auch gibt es etliche gute Restaurants, die natürlich ebenfalls ihren Preis haben. Selbst zu kochen ist sicherlich billiger, aber ohnehin ist das Leben in Montreal und Kanada allgemein recht teuer. Milchprodukte sind zum Beispiel um ein Vielfaches teurer als in Deutschland. Dagegen kann man gerade im Sommerschlussverkauf sehr günstig Kleidung einkaufen. Während meines Praktikums hatte ich auch die Gelegenheit, Toronto und Quebec zu besuchen. Außerdem war ich in verschiedenen National Parks und konnte die beeindruckende Natur genießen. Man sollte allerdings beachten, dass man nicht mal eben spontan aus der Stadt herauskommt, da die nächsten Orte trotzdem mindestens eine Autostunde entfernt sind. Wir haben schon im Vorfeld des Praktikums einen Wochenendaufenthalt in einer Hütte an einem See geplant, was eine sehr schöne Erfahrung war. 2.1 McGill Universität Mein Praktikum fand an der McGill Universität statt, der ältesten Universität Montreals. Der Campus ist direkt in Downtown und damit mit der Metro gut zu erreichen. Die McGill Universität hat in Nordamerika einen sehr guten Ruf und ist die beste Universität Kanadas. Die McGill ist eine englischsprachige Universität. Gerade der Medizin-Bereich ist sehr groß, doch der Fachbereich Physik konzentriert sich hauptsächlich auf das Rutherford Building an der Rue d’Université. Dort finden sowohl die Vorlesungen als auch die Forschung statt. Es gibt sogar Labore und Werkstätten. Im Zuge meines Praktikums war ich an der McGill als scientific trainee angemeldet. Ich bekam ein ID-Karte und einen PIN-Code mit dem ich das Rutherford Building auch außerhalb der offiziellen Arbeitszeiten betreten konnte. Für Studenten gibt es eigentlich 2 einen vergünstigen Tarif für das monatliche Ticket der öffentlichen Verkehrsmittel (46 statt 80 CAD). Als Trainee war es für mich allerdings nicht möglich, diese Vergünstigung zu bekommen. 3 Mein Projekt: DHCAL Calibration Using Track Segments 3.0.1 Das DHCAL Teilchenbeschleuniger wie zum Beispiel der Large Hadron Collider (LHC) am CERN werden benutzt, um die grundlegenden Zusammenhänge und Wirkungen zwischen Elementarteilchen zu untersuchen. Dazu kollidieren Teilchen mit immer höheren Geschwindigkeiten miteinander. Die dabei entstehenden Zerfallsprodukte, die wieder aus anderen Teilchen bestehen, lassen Rückschlüsse auf die Energie, den Impuls und die Zusammensetzung der ursprünglich kollidierten Teilchen zu. So wurde zum Beispiel das Higgs Boson entdeckt. Um Mechanismen wie das Higgs Feld genauer zu untersuchen, ist es wichtig, nicht nur die Schwerpunktsenergie der Kollisionen zu erhöhen. Man benötigt auch immer präzisere Detektoren. Einer dieser Detektoren ist das Digital Hadron Calorimeter (DHCAL). Es ist ein hoch granulares, digitales Kalorimeter, das in der Zukunft am International Linear Collider (ILC) eingesetzt werden soll. Trifft ein Teilchen, zum Beispiel ein Elektron, auf das Kalorimeter, wird eine Kettenreaktion in Gang gesetzt, die dazu führt, dass die Energie des ursprünglichen Teilchens exponentiell zerfällt. Dabei kommt es zur Bildung eines Schauers im Detektor, dessen räumliche Ausdehnung mit dem DHCAL untersucht werden kann. 3.0.2 Track Segment 2011 wurden Testdaten mit dem DHCAL Prototypen am Fermi Laboratorium aufgenommen. Meine Aufgabe während meines Praktikum war es, diese Testdaten zu untersuchen. Dabei habe ich mich auf so genannte Track Segmente konzentriert. Dies sind gerade Teilchenspuren im Detektor, die innerhalb des Schauers auftreten. Mein Ziel war es, diese Segmente und ihre Eigenschaften zu verwenden, um den Detektor zu kalibrieren. Zunächst habe ich die Arbeit eines anderen Sommerstudenten weiter entwickelt, um diese Segmente von den restlichen Ereignissen zu trennen. Dies wurde für Durchläufe mit verschiedenen Schwerpunktsenergien gemacht. Anschließend wurden die Segmente dafür verwendet, Eigenschaften des Detektors in Abhängigkeit von dem Winkel, unter dem die Segmente auftreten, zu untersuchen. Außerdem berechnete ich für den gesamten Detektor Kalibrierungsfaktoren. Normalerweise werden besondere Testdurchläufe mit Myonen benutzt, um Detektoren zu eichen. Zwar existieren noch unverstandene Unterschiede zwischen beiden Vorgehens- 3 weisen, doch ich konnte mit meiner Arbeit zeigen, dass die Kalibrierung mit Track Segmenten ähnlich gute Ergebnisse liefert. Damit wäre es also möglich, die Kalibrierung in situ durchzuführen anstatt auf gesonderte Myonendurchläufe zurückgreifen zu müssen. So erfreulich die Ergebnisse meiner Praktikumsarbeit auch sind, die Fermilab Testdaten bieten noch unzählige andere Möglichkeiten, die Eigenschaften des Detektors zu untersuchen. 4
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