Untersuchungen der In-Medium-Eigenschaften von K^0_S-Mesonen und Lambda-Hyperonen an der Produktionsschwelle

Reaktionen zwischen Atomkernen bei relativistischen Energien bieten die einzige Möglichkeit, hoch komprimierte und stark erhitzte Kernmaterie im Labor zu erzeugen und ihre Eigenschaften zu untersuchen. Eine der grundlegenden Fragen ist, in wie weit sich die Eigenschaften von Hadronen in der Umgebung von heißer und dichter Kernmaterie im Vergleich zum Vakuum ändern. In diesem Zusammenhang nehmen Teilchen mit seltsamen Quarkinhalt einen besonderen Stellenwert ein. Durch ihre Untersuchung erhofft man Erkenntnisse über die nuklearen Potentiale zu erhalten, die für die Modifikation der hadronischen Eigenschaften verantwortlich gemacht werden. Anziehende oder abstoßende Potentiale, sowie deren Stärke können durch den mittleren Fluss dieser Teichen im Vergleich zu dem der Nukleonen abgeleitet werden. Neutrale seltsame Teilchen, wie K^0_s und Lambda sind von speziellem Interesse, da sie in einem Elementarprozess produziert werden und nicht durch die elektromagnetische Wechselwirkung beeinflusst werden können. Untersucht wurden die Systeme Ni+Ni bei 1,93A GeV und Ru+Ru/Zr bei 1,69A GeV, wobei 6,510^6 bzw. 7,510^6 Kollisionen erfasst wurden. FOPI hat nahezu einen 4pi Raumwinkel; es stellt daher nahezu vollständige Information eines Schwerionstosses zur Verfügung und erlaubt gleichzeitig ein detailliertes Studium der kollektiven Effekte der seltsamen Teilchen. Die neutralen seltsamen Teilchen werden durch ihre invariante Masse über ihre geladenen Zerfallsprodukte K0s->pi+, pi- und Lambda->p, pi- identifiziert. Spurqualität sowie kinematische Bedingungen werden benutzt, um den kombinatorischen Untergrund weitgehend zu unterdrücken. Dieser wird durch die Technik der gemischten Ereignisse bestimmt und von den Spektren subtrahiert. Aus den azimutalen Verteilungen der Teilchenemission in Bezug auf die Reaktionsebene kann im Vergleich zu den Modellrechnungen eine Aussage über die resultierenden Potentiale getroffen werden. Dieses Resultate sind verträglich mit einer Modifikation hadronischer Eigenschaften in nuklearer Materie.

One of the main topics addressed in the study of heavy ion collisions is the question whether hadronic properties undergo modifications in a hot and dense nuclear environment as compared to a vacuum. In this context the behavior of strange particles has attracted much theoretical and experimental attention. The sign and size of the nuclear potential which accounts for the propagation of particles in nuclear matter is expected to produce observable effects on the flow pattern. Neutral strange particles such as K^0_S and Lambda are especially interesting because of their associated production and are not influenced by electromagnetic interaction. The present analysis is based on 6.510^6 Ni+Ni collisions at 1.93A GeV and 7.510^6 Ru+Ru/Zr collisions at 1.69A GeV obtained with the FOPI detector at GSI (Gesellschaft für Schwerionenforschung). FOPI has an almost 4pi solid angle; it makes therefore almost complete information available and permits at the same time a detailed study of the collective effects of the strange particles. Neutral strange particles are identified by reconstructing the invariant mass from their charged decay products, pi^+ pi^- pairs for K^0_S and p \pi^- pairs for Lambda. Particle pairs are accepted as possible decay candidates when ever they originate from a secondary vertex. Track quality and kinematic conditions are imposed in order to suppress the combinatorial background contributions. The large data sample allows to examine the flow signal as a function of the particle transverse momentum. This results are compatible with a modification of hadronic properties in nuclear.