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

Ullrich, Wolfgang - Technische Universität Dresden (2010)


In einer systematischen Analyse wird die Produktion von -Mesonen in Proton-Proton-Kollisionen pppp 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 m) durchgeführt. In der Analyse werden Ereignisse, in denen das kurzlebige -Meson über den Hauptzerfallskanal π+ππ0 in drei Pionen zerfällt, gegenüber denen anderer Reaktionskanäle angereichert. Die Reaktion pppp 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 -Mesonen im Schwerpunktsystem, Verteilungen von Jackson- und Helizitätswinkeln sowie die Spektren der invarianten Massen. Darüber hinaus wird mit Hilfe der Bestimmung der Zerfallsebenen der -Mesonen die Polarisation der -Mesonen ermittelt. Im Dreiteilchenausgangszustand pp werden Bahndrehimpulse l > 0 nur für die -Mesonen gefunden. Aus der Messung folgt, dass bei ε = 92, 128 und 129 MeV maßgeblich Endzustände mit Bahndrehimpulsen l = 0 h und l = 1 h sowie bei ε = 173 MeV zusätzlich solche mit l = 2 h zum Reaktionsprozess beitragen. Weitere Informationen über die beteiligten Partialwellen werden aus der Messung der Polarisation der -Mesonen gewonnen. Direkte Hinweise auf Beiträge von Nukleonresonanzen zum Produktionsprozess werden in keiner der untersuchten Observablen gefunden. Ein Szenario, in dem -Mesonen ausschließlich über Nukleonresonanzen produziert werden, kann anhand der Winkelverteilungen von Protonen und -Mesonen ausgeschlossen werden.


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