Kurzfassung
Für fast alle Messungen am Large Hadron Collider (LHC) ist eine präzise Kenntnis der Luminosität von enormer Wichtigkeit. Die integrierte Luminosität ist notwendig zur Bestimmung von Wirkungsquerschnitten und ihre instantane Messung liefert wichtige Informationen über die experimentellen Bedingungen an den Kollisionspunkten und über die Leistung des Beschleunigers. ATLAS ist eins der beiden großen Experimente am LHC. Für eine genaue und verlässliche Bestimmung der Luminosität nutzt ATLAS eine Vielzahl verschiedener Sub-Detektoren und Algorithmen. Zu diesen Sub-Detektoren gehören die Beam-Condition-Monitors (BCM), deren Aufgabe es ist, gefährliche Abweichungen des Strahls von seiner Sollumlaufbahn zu entdecken, und somit den inneren Detektor vor schädigender Strahlung zu schützen. Aufgrund ihrer schnellen Auslese und ihrer extrem präzisen Signale, liefern die BCM seit Mai 2011 zusätzlich die offiziellen ATLAS Luminositäts Messungen. Die folgende Doktorarbeit beschreibt die Kalibrierung und Performanz der BCM als Luminositäts-Detektor in den Jahren 2010 und 2011. Ihre Kalibrierung wurde mithilfe sogenannter van der Meer Scans durchgeführt. Diese erlauben die Messung des transversalen Strahlüberlapps in horizontaler und in vertikaler Richtung. Zusammen mit der präzisen Kentniss der Intensitäten beider Strahlen ist es damit möglich eine Kalibrationskonstante für die Luminosität zu bestimmen. Detaillierte Abschätzungen der Fehlerquellen dieser Methode, sowie der Vergleich von Messungen verschiedener Sub-Detektoren ergeben eine finale Unsicherheit der ATLAS Luminosität für Proton-Proton Kollisionen bei √s=7TeV von δL/L=3.5% für 2010 und von δL/L=2.2% für 2011.
For almost all measurements performed at the Large Hadron Collider (LHC) one crucial ingredient is the precise knowledge about the integrated luminosity. The determination and precision on the integrated luminosity has direct implications on any cross-section measurement, and its instantaneous measurement gives important feedback on the conditions at the experimental insertions and on the accelerator performance. ATLAS is one of the main experiments at the LHC. In order to provide an accurate and reliable luminosity determination, ATLAS uses a variety of different sub-detectors and algorithms that measure the luminosity simultaneously. One of these sub-detectors are the Beam Condition Monitors (BCM) that were designed to protect the ATLAS detector from potentially dangerous beam losses. Due to its fast readout and very clean signals this diamond detector is providing in addition since May 2011 the official ATLAS luminosity. This thesis describes the calibration and performance of the BCM as a luminosity detector in the years 2010 and 2011. The calibration was performed via so called van-der Meer (vdM-) scans. These scans allow to measure the convolved beam sizes in vertical and horizontal directions, which can be used, together with the precise knowledge of the beam intensities, to determine a luminosity calibration constant. Detailed evaluation of all possible error sources affecting this method including cross-checks amongst many different sub-detectors lead to a final ATLAS luminosity uncertainty for pp collisions at √s=7TeV of δL/L=3.4% for 2010, and of δL/L=2.2% for 2011.