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Schwellennahe Kaonenproduktion im Proton-Proton Stoß am Experiment COSY-11

dc.contributor.advisorKilian, Kurt
dc.contributor.authorWinter, Peter
dc.date.accessioned2020-04-08T00:29:47Z
dc.date.available2020-04-08T00:29:47Z
dc.date.issued2005
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/20.500.11811/2300
dc.description.abstractDen Schwerpunkt der Messungen am Experiment COSY-11 des Synchrotron-Beschleunigers COSY im Forschungszentrum Jülich bildet das Studium der schwellennahen Mesonenproduktion im Nukleon-Nukleon-Stoß. Wegen der hohen Impulsüberträge zwischen den beteiligten Baryonen sind solche Experimente auf kleine Abstände und den dort relevanten Wechselwirkungen empfindlich. Mesonenproduktionsexperimente ermöglichen somit ein Verständnis der fundamentalen hadronischen Wechselwirkung und der zugrundeliegenden Reaktionsmechanismen.
Ein wichtiger Teil der Untersuchungen mit dem als Magnetspektrometer konzipierten Detektorsystem beschäftigt sich mit der assoziierten Strangenesserzeugung über die Hyperonen- und der elementaren K--Produktion. Schwellennahe Wirkungsquerschnitte der speziellen Reaktion pp->ppK+K- sind bisher in nur sehr geringem Maße bekannt, zeigen aber eine deutliche Überhöhung im Vergleich zu Erwartungen eines reinen nichtrelativistischen Phasenraumverhaltens.
Das genaue Studium der Anregungsfunktion bei niedrigen Q-Werten wurde deshalb um zwei neue Meßreihen erweitert. Durch die kinematisch vollständige Rekonstruktion des Endzustandes konnten totale Wirkungsquerschnitte von ζ=(0.787 +- 0.178 +- 0.082) nb bei einer Überschußenergie von Q=10 MeV und ζ=(4.285 +- 0.977 +- 0.374) nb bei Q=28 MeV bestimmt werden. Simultane Messung der elastischen Proton-Proton-Streuung als Referenzreaktion lieferten eine absolute Normierung der gemessen Zählrate.
Differentieller Verteilungen werden wegen der geringen Statistik ansatzweise vorgestellt, aber nicht im Detail analysiert. Vor allem den verschiedenen Massenverteilungen dürften jedoch in Zukunft hinsichtlich des K-Anti K-Systems in bezug auf die Diskussion der skalaren Resonanzen und des wohl durch die Λ(1405)-Resonanz beeinflußten pK--Systems weitere Aufmerksamkeit zukommen.
Im Rahmen dieser Arbeit wird die Selektion der Ereignisse des zu untersuchenden Reaktionskanales pp->ppK+K- und der elastischen pp-Streuung erläutert und die vollständigen Ergebnisse vorgestellt und diskutiert. Ein Vergleich mit einer modelltheoretischen Berechnung und einer Parametrisierung der starken pp-Endzustandswechselwirkung zeigt eine bisher nicht reproduzierbare schwellennahe Überhöhung des Wirkungsquerschnittes. Es bleibt abzuwarten, ob neue theoretische Ansätze hierfür eine zufriedenstellende Erklärung liefern werden.
dc.description.abstractNear threshold kaon production in proton proton collisions at the experiment COSY-11
Measurements at the experiment COSY-11 at the synchrotron accelerator COSY in the Research Centre Jülich prioritise studies of near threshold meson production in nucleon-nucleon collisions. Due to the high momentum transfer between the baryons involved such experiments are sensitive on small distances and the relevant interactions in these regions. Experiments on meson production therefore enable to understand the fundamental hadronic interaction and the underlying reaction mechanisms.
A major part of the experimental studies at the detection system, which is designed as a magnetic spectrometer, consists of the associated strangeness production via the hyperon or K+K- channels. Near threshold cross sections for the specific reaction pp->ppK+K- are only scarcely available but show a strong enhancement when compared to the pure non relativistic phase space.
A detailed study of the excitation function at low Q-values was therefore extended by two new measurements. The kinematical complete reconstruction of the final state allowed to derive total cross sections of ζ=(0.787 +- 0.178 +- 0.082) nb at the excess energy of Q=10 MeV and ζ=(4.285 +- 0.977 +- 0.374) nb at Q=28 MeV. The absolute normalisation was performed by the simultaneous measurement of the elastic proton proton scattering.
Differential spectra are partly shown but due to the low statistics a detailed analysis is not performed. Nevertheless, mass spectra might play an important role in the near future. Here, especially the K-Anti K and pK- subsystems will be crucial with respect to the ongoing discussion about the nature of the scalar resonances and the influence of the Λ(1405), respectively.
Within this work, the event selection of the reaction pp->ppK+K- and the elastic pp-scattering is explained and the full results are discussed. Their comparison with a model calculation as well as a parametrization of the strong pp final state interaction shows a still unexplained difference at low excess energies. It remains an open issue, whether new theoretical developments will offer a satisfactory explanation of this enhancement.
dc.language.isodeu
dc.rightsIn Copyright
dc.rights.urihttp://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
dc.subjectassoziierte Strangeness
dc.subjectProtonstoß
dc.subjectschwellennah
dc.subjectstarke Wechselwirkung
dc.subjecttotaler Wirkungsquerschnitt
dc.subjectCOSY
dc.subjectassociated strangeness
dc.subjectproton collision
dc.subjectnear threshold
dc.subjectstrong interaction
dc.subjecttotal cross section
dc.subject.ddc500 Naturwissenschaften
dc.subject.ddc530 Physik
dc.titleSchwellennahe Kaonenproduktion im Proton-Proton Stoß am Experiment COSY-11
dc.typeDissertation oder Habilitation
dc.publisher.nameUniversitäts- und Landesbibliothek Bonn
dc.publisher.locationBonn
dc.rights.accessRightsopenAccess
dc.identifier.urnhttps://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:5N-05750
ulbbn.pubtypeErstveröffentlichung
ulbbnediss.affiliation.nameRheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn
ulbbnediss.affiliation.locationBonn
ulbbnediss.thesis.levelDissertation
ulbbnediss.dissID575
ulbbnediss.date.accepted2005-08-26
ulbbnediss.fakultaetMathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
dc.contributor.coRefereeOelert, Walter


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