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Untersuchung zur Produktion von Pionen und Pion-Pion-Korrelationen in C + C - Reaktionen am HADES-Detektor bei einer Strahlenergie von 2 GeV pro Nukleon

Zumbruch, Peter Wilhelm :
Untersuchung zur Produktion von Pionen und Pion-Pion-Korrelationen in C + C - Reaktionen am HADES-Detektor bei einer Strahlenergie von 2 GeV pro Nukleon.
[Online-Edition]
TU Darmstadt
[Ph.D. Thesis], (2005)

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Item Type: Ph.D. Thesis
Title: Untersuchung zur Produktion von Pionen und Pion-Pion-Korrelationen in C + C - Reaktionen am HADES-Detektor bei einer Strahlenergie von 2 GeV pro Nukleon
Language: German
Abstract:

Am Dielektronenspektrometer HADES (High Acceptance Di-Electron Spectrometer) am Schwerionensynchrotron SIS der Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI) in Darmstadt wurden Untersuchungen zur Produktion von geladenen Pionen und darauf aufbauend von Pion-Pion-Korrelationen durchgeführt. Im Rahmen dieser Arbeit wurde das Stoßsystem C+C bei einer kinetischen Strahlenergie von 2 GeV pro Nukleon betrachtet. Obwohl der HADES-Detektor primär für die Rekonstruktion von seltenen Zerfällen in den e+e- Kanal entwickelt wurde, bietet die damit einhergehende großflächige geometrische Akzeptanz und Ratenkapabilität die Möglichkeit Untersuchungen zur Hadronen- und Hadronenpaarproduktion durchzuführen. Für die geladenen Pionen wurden die Produktionsmultiplizitäten sowohl integral als auch differentiell nach der Rapidität und dem transversalen Impuls ermittelt. Die daraus abgeleiteten Spektren als Funktion der transversalen Masse wurden mittels der Summe zweier Maxwell-Boltzmann-Verteilungen zur Ermittlung der inversen Steigungsparameter angepasst. Die Ergebnisse dieser Pionenanalyse stimmen im Rahmen der Fehler im Vergleich mit anderen Experimenten überein. Aufbauend auf der Identifikation der Pionen wurde im Rahmen einer Pion-Pion-Paaranalyse zum ersten Mal im betrachteten Stoßsystem C+C bei einer Strahlenergie von 2 GeV pro Nukleon die Produktionsmultiplizität des K0S-Mesons über den Zerfallskanal π+π-. Aufgrund der Eigenschaften des K0S zerfällt dieses an einem sekundären Vertex abseits des primären Wechselwirkungspunktes. Auf Basis dieser Zerfallscharakteristik wurden Methoden zur Diskriminierung gegenüber weiteren Pion-Pion-Quellen entwickelt. Ein Vergleich der K0S-Multiplizität mit der vom KaoS Experiment ermittelten Multiplizität des geladenen K+ Mesons liefert Unterschiede, welche jedoch unter der Annahme einer anistropen polaren Winkelverteilung im Rahmen der Fehler nicht signifikant sind. Weitergehend wurde im Rahmen dieser Arbeit die mögliche Rekonstruktion des ρ0 über den Zerfallskanal ρ0 → π+π- im Stoßsystem C+C und einer kinetischen Strahlenergie von 2 GeV pro Nukleon untersucht. Zusammenfassend zeigt die Arbeit die prinzipiellen Rekonstruktionsmöglichkeiten von Hadronen, speziell den geladenen Pionen, π+ und π-, sowie von Pion-Pion-Korrelationen, K0S → π+π-, die am Dielektronenspektrometer HADES zusätzlich und komplementär zum Leptonenprogramm bestehen.

Alternative Abstract:
Alternative AbstractLanguage
Using the High Acceptance Di-Electron Spectrometer HADES at the heavy-ion synchrotron SIS at the Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI) in Darmstadt the production of charged pions and, in an additional step, of pion-pion correlations have been investigated. In this thesis the collision system C+C at an incident kinetic beam energy of 2 GeV per nucleon has been studied. Although the HADES detector has primarily been designed to reconstruct rare decays in the e+e- channel, its wide geometric acceptance and rate capability offer the possibility to study hadron and hadron pair production. In the case of the charged pions, production multiplicities have been determined integrated as well as differentially as a function of rapidity and transverse momentum. The spectra as function of the transverse mass, which were derived from the transverse momentum distributions, have been fitted with the sum of two Maxwell-Boltzmann distributions to acquire the inverse slope parameters. The results of this pion analysis agree within error bars with other experiments. On the basis of the identification of the charged pions, a pion-pion pair analysis has provided for the first time the multiplicity of the K0S meson via the decay channel π+π- in the collision system C+C and an incident kinetic beam energy of 2 GeV per nucleon. Because of its properties the K0S meson decays at a secondary vertex well separated from the primary interaction point. Based upon this decay topology, methods to discriminate against other correlated pion pair sources have been developed. Comparing the K0S multiplicity with the results of the KaoS experiment reveals differences, which, assuming an anisotropic polar emission distribution, are however within errors not significant. Furthermore within this thesis the possible reconstruction of the ρ0 meson via the decay channel ρ0 → π+π- in the collision system C+C and an incident kinetic beam energy of 2 GeV per nucleon has been investigated. To summarize, these results demonstrate the principle reconstruction capabilities of HADES for hadrons, especially charged pions ( π+ ,π- ), and for pion-pion correlations (K0S → π+π-) in addition and complementary to its leptonic program.English
Uncontrolled Keywords: Schwerionenreaktion, Kohlenstoff, GSI, SIS, neutrales Kaon, K0s, rho, rho0, C+C, Teilchenproduktion, HADES, Pion, Hadronen
Alternative keywords:
Alternative keywordsLanguage
Schwerionenreaktion, Kohlenstoff, GSI, SIS, neutrales Kaon, K0s, rho, rho0, C+C, Teilchenproduktion, HADES, Pion, HadronenGerman
Heavy ion reaction, Carbon, C+C, GSI, SIS, neutral Kaon, K0s, rho, rho0, particle production, HADES, pion, hadronsEnglish
Divisions: Fachbereich Physik
Date Deposited: 17 Oct 2008 09:22
Last Modified: 07 Dec 2012 11:51
Official URL: http://elib.tu-darmstadt.de/diss/000580
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-5806
License: Simple publication rights for ULB
Referees: Braun-Munzinger, Prof. Dr. Peter and Hoffmann, Prof. Dr. Dieter H.H.
Advisors: Braun-Munzinger, Prof. Dr. Peter
Refereed: 1 June 2005
URI: http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/580
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