The PANDA experiment is planned as part of the extended GSI facility FAIR to investigate hadronic reactions in antiproton-proton annihilations. An excellent beam quality and high luminosity is expected which allows the investigation of hadronic reactions such as the spectroscopy of the charmonium system. To ensure different studies of hadronic systems an universal detector is being designed, the PANDA detector. A high resolution Micro Vertex Detector (MVD), as part of the whole setup, is an important component of the track and vertex reconstruction. A mayor part of this work were simulation studies to investigate the resolution ability of the vertex detector. For this the development and implementation of reconstruction algorithms and their integration to the track and vertex reconstruction were an essential part to allow the detailed study of the resolution of the MVD and the whole apparatus under realistic assumptions. The track and vertex reconstruction ability of the detector is shown exemplarily for the channels antiproton-proton into two charged pions and into J/psi and photon. The expected hadronic background for physics observables requires a high selection power of the experimental setup, especially for the investigation of the charmonium system above the DD(bar) threshold. For this particular energy region no experimental data exist and the PANDA experiment can contribute to understand the binding of charmed mesonic systems. Charmonium states can decay to open-charm channels which provide a clear signature in the detector from the charged D-Meson decays. In this work the high selection ability of the experimental setup was investigated for two reaction channels. Under the assumption of an expected low reaction cross section the clear identification of the DD(bar) decay channel was shown, even for the presence of a huge hadronic background. This allows a clear identification of the DD(bar) decay channel and mayor background resources for this channel were discussed. / Das PANDA Experiment wird Teil der geplanten Ausbaustufe FAIR als Erweiterung zur GSI und wird die Untersuchung von hadronischen Reaktionen in Antiproton-Proton Annihilationen ermöglichen. Durch die zu erwartende exzellente Strahlqualität und hohe Luminosität ergeben sich vielfältige Möglichkeiten zur Untersuchung von Hadronenwechselwirkungen, wie beispielsweise die genaue Spektroskopie des Charmoniumsystems. Um vielfältige Untersuchungen verschiedenster hadronischer Systeme zu gewährleisten, wurde der Aufbau eines universellen Detektors geplant, des PANDA Detektors. Dazu ist ein hochauflösender Vertexdetektor (MVD) eine wichtige Komponente, um im Zusammenspiel mit weiteren Detektorkomponenten zur Spur- und Vertexrekonstruktion beitragen zu können. Im Rahmen dieser Arbeit wurden detaillierte Simulationen durchgeführt, die das Auflösungsvermögen des Vertexdetektors charakterisieren, ganz besonders im Hinblick auf die Rekonstruktion verschiedener physikalischer Kanäle. Dafür war die Entwicklung und Implementierung von Algorithmen zur Rekonstruktion der zu erwartenden Detektordaten und deren Integration in den Spurfit zur Teilchenrekonstruktion eine Grundvoraussetzung. Dadurch ist es möglich das Auflösungsvermögen des MVD und des gesamten experimentellen Aufbaus unter realistischen Bedingungen zu testen und zu optimieren. Die Spur- und Vertexrekonstruktion wird anhand der Kanäle Antiproton-Proton nach zwei geladenen Pionen und nach J/Psi Photon evaluiert. Der zu erwartende hadronische Untergrund stellt hohe Anforderungen an die Selektionskraft des experimentellen Aufbaus, bezüglich der physikalischen Observablen, dar. Dies ist besonders für die Untersuchung des Charmoniumsystems oberhalb der DD(quer)-Schwelle von Bedeutung, wofür kaum experimentelle Untersuchungen vorliegen und der PANDA Detektor zukünftig einen entscheidenden Beitrag zum Verständnis gebundener mesonischer Systeme beitragen kann. Zuständen im Charmoniumsystem ist es erlaubt in Open-Charm-Kanäle zu zerfallen, die eine eindeutige experimentelle Signatur mittels der D-Zerfälle in geladene Teilchen im Detektor erlauben. Im Rahmen dieser Arbeit konnte anhand zweier grundlegender Reaktionen gezeigt werden, dass selbst unter ungünstigen Annahmen über den zu erwartenden Wirkungsquerschnitt, der noch nicht schwellennah vermessen wurde, das stark unterdrückte Signal gegenüber Untergrundereignissen hinreichend angereichert werden kann. Dies erlaubt eine klare Identifizierung des DD(quer)-Ausgangskanales, wobei die wesentlichen Untergrundbeiträge identifiziert und diskutiert werden.

Durch die Fokussierung eines ultrakurzen und hochintensiven Laserpulses auf ein Festkörpertarget können Pulse von Protonen und anderen positiv geladenen Ionen mit Teilchenenergien von einigen MeV pro Nukleon erzeugt werden. Die Charakterisierung dieser Teilchenstrahlung erfordert die Identifizierung der Ionenspezies und die Bestimmung ihrer spektralen Verteilung möglichst nach jedem Puls. Im Rahmen dieser Diplomarbeit wurden zwei Spektrometer entwickelt und am DRACO-Lasersystem des Forschungszentrums Dresden implementiert. Neben der Inbetriebnahme eines Thomson-Spektrometers mit einer Mikrokanalplatte und einem Fluoreszenzschirm als Auslese erfolgte die Entwicklung eines Flugzeitspektrometers. Die Verwendung einer Mikrokanalplatte mit nur 180ps Anstiegszeit als Signalverstärker sorgt darin für eine verbesserte Energieauflösung und einen flexibleren Einsatz im Experimentierbetrieb. Ein dem Flugzeitsignal überlagertes Störsignal, welches durch die Einstreuungen eines elektromagnetischen Impulses in den Aufbau verursacht wurde, konnte erfolgreich durch die Anwendung verschiedener Filter unterdrückt werden. Als Ergebnis dieser Arbeit steht eine anwendungsbereite Diagnostik für laserbeschleunigte Protonen und Ionen zur Verfügung. / By focusing an ultra-short high-intensity laser pulse on a solid target, pulses of protons and other positive charged ions with energies of several MeV per nucleon are generated. It is necessary to identify the species of those particles and obtain their energy spectra in a single-shot regime. Within this diploma thesis two spectrometers have been developed and implemented in the DRACO-laboratory of the Forschungszentrum Dresden. Besides a Thomson spectrometer with read-out via microchannel plate and phosphor screen, a time-of-flight spectrometer was developed. The usage of a microchannel plate with 180ps rise time as a signal amplifier leads therein to a better energy resolution and a more flexible handling in experimental operation. A noise signal generated by stray pick-up of an electromagnetic pulse and superimposing the time-of-flight signal was considerably reduced by the application of different filters. As a result of this work a ready-to-use diagnostic for laser accelerated protons and ions is available.