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Weiterentwicklung des Detektorsystems am QCLAM-Spektrometer des S-DALINAC und Untersuchung der Reaktionen 48Ca(e,e') und 58Ni(e,e') unter 180°

Reitz, Bodo :
Weiterentwicklung des Detektorsystems am QCLAM-Spektrometer des S-DALINAC und Untersuchung der Reaktionen 48Ca(e,e') und 58Ni(e,e') unter 180°.
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TU Darmstadt
[Ph.D. Thesis], (2000)

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Item Type: Ph.D. Thesis
Title: Weiterentwicklung des Detektorsystems am QCLAM-Spektrometer des S-DALINAC und Untersuchung der Reaktionen 48Ca(e,e') und 58Ni(e,e') unter 180°
Language: German
Abstract:

Zur Durchführung von (e,e')-Einarm- und (e,e'x)-Koinzidenzexperimenten am supraleitenden Darmstädter Elektronenlinearbeschleuniger S-DALINAC wird das QCLAM-Magnetspektrometer eingesetzt. Im Rahmen dieser Arbeit wurde das Detektorsystem des Spektrometers weiterentwickelt und neue vertikale Vieldrahtdriftkammern aufgebaut, die die doppelte Anzahl an Zähldrähten besitzen. Dabei musste auch die Ausleseelektronik modifiziert und erneuert werden. Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein neuer Vorverstärker und ein neuer Diskriminator aufgebaut. Außerdem konnten die Prototypen dieser Module getestet werden. Für das System zur Messung der Driftzeiten wurde ein neues Konzept erstellt. Die Untersuchung magnetischer Kernanregungen in 58Ni und 48Ca mit inklusiver inelastischer Elektronenstreuung unter 180 Grad am S-DALINAC wird im zweiten Teil dieser Arbeit beschrieben. An 58Ni wurden zwei Spektren im Anregungsenergiebereich von 0 MeV bis 22 MeV bei Einschussenergien von 56.6 MeV und 65.4 MeV gemessen. Diese Experimente bilden den Ausgangspunkt für die Untersuchung der Verteilung der magnetischen Quadrupolstärke über einen großen Anregungsenergiebereich und die Suche nach der Spin-Dipol Stärke in 58Ni. Für eine quantitative Analyse müssen noch Elektronenstreuspektren bei weiteren Einschussenergien aufgenommen und analysiert werden. Aber schon mit den zwei vorliegenden Spektren konnte ein Kandidat für eine magnetische Quadrupolbahnmode gefunden werden. Weiterhin wurden mit der Entropie-Index Methode die Anregungsenergiespektren auf charakteristische Energieskalen untersucht. Eine Skala von 200 keV bis 250 keV trat in allen Spektren auf und wurde mit der Ankopplung von komplexen Zweiteilchen-Zweiloch Konfigurationen an die kollektiven Moden erklärt. Am Beispiel von 48Ca konnte der Einfluss von Medium-Effekten auf transversale Formfaktoren bei niedrigen Impulsüberträgen untersucht werden. Dazu wurden die Formfaktoren für die Anregung des ersten J pi = 4- Zustandes bei 6.11 MeV und des ersten J pi = 2- Zustandes bei 6.89 MeV in 48Ca untersucht und mit Ergebnissen aus RPA und SRPA Rechnungen mit unterschiedlichen Restwechselwirkungen verglichen. Es konnte gezeigt werden, dass die am 180 Grad-System des S-DALINAC durchgeführten Elektronenstreuexperimente empfindlich genug sind, um solche Einflüsse zu studieren. Die quantitative Analyse dieser Effekte ist modellabhängig. Unter der Verwendung einer speziellen Restwechselwirkung ergab sich die Notwendigkeit der Reduktion der Masse des rho-Mesons in 48 von etwa 10%. Im Gegensatz dazu steht das Ergebnis unter Verwendung einer zweiten Restwechselwirkung, die in der Lage ist, die globalen Eigenschaften der magnetische Stärkeverteilungen in 48Ca sehr gut zu beschreiben. Hier ergab sich, dass die rho-Mesonenmasse nicht modifiziert werden muss.

Alternative Abstract:
Alternative AbstractLanguage
For the execution of (e,e') single arm and (e,e'x) coincidence experiments at the superconducting Darmstadt electron linear accelerator S-DALINAC the QCLAM magnetic spectrometer is used. In the work for this thesis, the detector system of this spectrometer was improved and new vertical multi-wire drift chambers with twice as much wires as the previous ones were set up. The readout electronics needed to be modified and were renewed. A new preamplifier card and a new discriminator module had to be build up. The prototypes of these modules were tested. For the system to measure the drift times a new concept was designed. In the second part of the thesis, the investigation of magnetic transitions in 58Ni and 48Ca examined by inclusive, inelastic electron scattering under 180deg is described. For 58Ni, two spectra with excitation energies ranging from 0 MeV to 22 MeV and bombarding energies from 56.6 MeV and 65.4 MeV were taken. This experiment is the starting point for the investigation of the magnetic quadrupole strength distribution over a wide range of excitation energies and for the search for spin dipole strength in 58Ni. For a quantitative analysis further spectra with different bombarding energies have to be taken and analysed. However those two spectra already taken are showing clear hints for an orbital magnetic quadrupole excitation. With the entropy index method, the spectra were analysed for characteristic energy scales. A scale of 200 to 250 keV was seen in all spectra. It could be explained by the coupling between collective one-particle one-hole modes and the more complex two-particle two-hole configurations. At the example of 48Ca the influence of in-medium modifications on transverse formfactors at low momentum transfers was investigated. Therefore the lowest J pi = 4- state at 6.11 MeV and the first J pi = 2- state at 6.89 MeV in 48Ca were examined and the results were compared to RPA and SRPA calculations using different residual interactions. It was shown, that the electron scattering experiments at the 180deg system of the S-DALINAC are sensitiv to such efects. The quantitativ analysis of these effects is strongly model dependent. Whereas one special residual interactions leeds to a reduction of the mass of the rho meson by 10 percent, calculations with another force, which is able to describe the global behavior of magnetic strength in 48Ca very well, don't indicate a need for a reduction of the mass of the rho meson.English
Divisions: Fachbereich Physik
Date Deposited: 17 Oct 2008 09:20
Last Modified: 07 Dec 2012 11:46
Official URL: http://elib.tu-darmstadt.de/diss/000085
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-850
License: Simple publication rights for ULB
Referees: Wambach, Prof. Dr. Jochen
Advisors: Richter, Prof. Dr. Achim
Refereed: 27 November 2000
URI: http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/85
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