Uhlig, Florian (2004)
Systematische Untersuchung der Emission geladener Teilchen in Ni+Ni-Reaktionen bei SIS-Energien.
Technische Universität Darmstadt
Dissertation, Erstveröffentlichung

Kurzbeschreibung (Abstract)

Am Kaonenspektrometer KaoS des Schwerionensynchrotrons SIS der Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI) in Darmstadt wurden Untersuchungen zur Produktion und Emission von K+- und K--Mesonen in Ni+Ni-Reaktionen durchgeführt. Die kinetischen Strahlenergien betrugen 1.1, 1.5 und 1.93 AGeV und liegen somit für K+ nahe und für K- weit unterhalb der jeweiligen Energieschwelle für die Produktion dieser Teilchen in freien Nukleon-Nukleon-Reaktionen. Für alle drei kinetischen Strahlenergien wurden die energiedifferentiellen und integralen Produktionswirkungsquerschnitte für π+, π-, K+, K- und Protonen als Funktion der Stoßzentralität untersucht. Bei der höchsten Strahlenergie von 1.93 AGeV wurde zusätzlich auch die polare Winkelverteilung als Funktion der Stoßzentralität untersucht. Sowohl die K+-, als auch die K--Multiplizitäten zeigen einen überproportionalen Anstieg als Funktion der Anzahl an der Reaktion beteiligten Nukleonen, der für beide Teilchensorten (bei der kinetischen Strahlenergie von 1.93 AGeV) identisch ist. Bei der kinetischen Strahlenergie von 1.5 AGeV ist der Anstieg für beide Teilchensorten nicht nur im Reaktionssystem Ni+Ni, sondern auch im schwereren Reaktionssystem Au+Au bei gleicher Strahlenergie, identisch. Dies führt zu einem konstanten K-/K+-Verhältnis als Funktion der Zentralität, was auf die Kopplung der K-- an die K+-Produktion über die ''strangeness-exchange``-Reaktion πY → K- N zurückgeführt wird. Die durch Anpassung mit einer Maxwell-Boltzmann-Funktion an die Energieverteilungen der K+-Wirkungsquerschnitte gewonnenen inversen Steigungsparameter sind für alle Zentralitäten größer als die für K- bestimmten. Des weiteren zeigen die K+ bei 1.93 AGeV eine Vorwärts-Rückwärts-Überhöhung der Emission als Funktion des Polarwinkels, die für alle Stoßzentralitäten stärker ist, als bei den K-. Für zentrale Reaktionen ist die K--Emission nahezu isotrop. Beide Beobachtungen sind in Übereinstimmung mit der Annahme einer späteren Emissionszeit der K- im Vergleich zu den K+, was eine Folge der ''strangeness-exchange``-Reaktion ist. Bei der Untersuchung der azimutalen Emission zeigt sich, dass die geladenen Pionen und die K+ bevorzugt senkrecht zur Reaktionsebene emittiert werden, wohingegen die K- eine Emission in die Reaktionsebene zeigen. Die azimutale Emission der K+ wird von einigen Transportmodellrechnungen durch die Wirkung eines repulsiven K+-Nukleon-Potentials erklärt. Eine mögliche Erklärung für die bevorzugte Emissionsstruktur der K- könnte eine späte Emission der K- sein, die zusammen mit der Mandelform der Reaktionszone zu einer bevorzugten Emission in die Reaktionsebene führen würde. Eine andere Erklärung für die Beobachtung ist die Wirkung eines attraktiven K--Nukleon-Potentials. Bisher ist es keinem der Transportmodelle möglich, die Emissionsstruktur der K- quantitiv zu erklären. Zusammenfassend zeigen die Ergebnisse dieser Arbeit die Bedeutung der ''strangness-exchange``-Reaktion bei SIS-Energien. Dieser Kanal koppelt einerseits die K--Produktion an die K+-Produktion und hat andererseits, aufgrund unterschiedlicher Emissionszeiten, einen Einfluss auf die Emissionsstruktur der Kaonen.

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