Wolfgang Ullrich

Systematische Analyse des Reaktionskanals pp->ppω am COSY-TOF-Experiment

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Kurzfassung in Deutsch

In einer systematischen Analyse wird die Produktion von ω-Mesonen in Proton-Proton-Kollisionen pp → ppω untersucht. Die Messung der experimentellen Daten wurde mit dem Flugzeitspektrometer COSY-TOF am Forschungszentrum Jülich für vier verschiedene Überschussenergien (ε = 92, 128, 129 und 173 MeV, ε = √s − 2 · mp − mω) durchgeführt. In der Analyse werden Ereignisse, in denen das kurzlebige ω-Meson über den
Hauptzerfallskanal ω → π+π−π0 in drei Pionen zerfällt, gegenüber denen anderer Reaktionskanäle angereichert. Die Reaktion pp → ppω wird anschließend anhand der Signale in den Spektren der Missing Mass, das ist die im Ausgangskanal neben der invarianten Masse des Proton-Proton-Systems fehlenden Masse, untersucht. Totale sowie differentielle
Wirkungsquerschnitte werden in verschiedenen Bezugssystemen bestimmt, u. a. die Winkelverteilungen der Protonen und ω-Mesonen im Schwerpunktsystem, Verteilungen von Jackson- und Helizitätswinkeln sowie die Spektren der invarianten Massen. Darüber hinaus wird mit Hilfe der Bestimmung der Zerfallsebenen der ω-Mesonen die Polarisation der ω-Mesonen ermittelt. Im Dreiteilchenausgangszustand ppω werden Bahndrehimpulse l > 0 nur für die ω-Mesonen gefunden. Aus der Messung folgt, dass bei ε = 92, 128 und 129 MeV maßgeblich Endzustände mit Bahndrehimpulsen lω = 0 ħ und lω = 1 ħ sowie bei ε = 173 MeV zusätzlich solche mit lω = 2 ħ zum Reaktionsprozess beitragen. Weitere Informationen über die beteiligten Partialwellen werden aus der Messung der Polarisation der ω-Mesonen gewonnen. Direkte Hinweise auf Beiträge von Nukleonresonanzen zum Produktionsprozess werden in keiner der untersuchten Observablen gefunden. Ein Szenario, in dem ω-Mesonen ausschließlich über Nukleonresonanzen produziert werden, kann anhand der Winkelverteilungen von Protonen und ω-Mesonen ausgeschlossen werden.

Kurzfassung in Englisch

A systematic analysis of the production of ω mesons in proton-proton collisions pp → ppω is carried out. The experimental data were taken at Forschungszentrum Jülich with the COSY-TOF spectrometer at four different excess energies (ε = 92, 128, 129 and 173 MeV, ε = √s − 2 · mp − mω). In the analysis events with ω-mesons decaying via the main decay channel ω → π+π−π0 are enriched in relation to other reaction channels. Afterwards, the reaction pp → ppω is analysed based on the ω-signals in the spectra of the missing mass, i. e. the mass missing in the exit channel beside the proton-proton system. Total as well as differential cross sections are determined in different reference systems (angular
distributions of ω-mesons and protons in CMS, distributions of Jackson and helicity angles, and invariant mass spectra). In addition the polarisation of the ω-mesons is determined. In the three particle exit channel ppω angular momenta l > 0 are seen only for ω-mesons. It is found that final states with angular momenta lω = 0 ħ and lω = 1 ħ contribute at excess energies ε = 92, 128 and 129 MeV. In addition states with lω = 2 ħ are seen at ε = 173MeV. Further informations on partial waves follows for the polarisation of the ω-meson. No observable shows direct signs of resonant contributions to the production process. In contrast, using the informations from the angular distributions of ω-mesons and protons a scenario with the exclusive production of ω-mesons through N* resonances can be excluded.

weitere Metadaten

Schlagwörter
(Deutsch)
ω-Meson
Schlagwörter
(Englisch)
ω meson
DDC Klassifikation530
RVK KlassifikationUO 6290
Institution(en) 
HochschuleTechnische Universität Dresden
FakultätFakultät Mathematik und Naturwissenschaften
InstitutInstitut für Kern- und Teilchenphysik
BetreuerProf. Dr. Hartwig Freiesleben
GutachterProf. Dr. Hartwig Freiesleben
Prof. Dr. Kai-Thomas Brinkmann
DokumententypDissertation
SpracheDeutsch
Tag d. Einreichung (bei der Fakultät)05.12.2010
Tag d. Verteidigung / Kolloquiums / Prüfung20.08.2010
Veröffentlichungsdatum (online)02.09.2010
persistente URNurn:nbn:de:bsz:14-qucosa-60633

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