Bestimmung der Doppelpolarisationsobservablen E in der Reaktion <em>γ⃗p⃗</em> → <em>pη</em> am CBELSA/TAPS-Experiment in Bonn

Abstract

Photoproduktionsdaten beeinflussen zunehmend unser Bild der tatsächlich in der Natur existierenden Baryon-Resonanzen. Die Analyse von (Polarisations-)Observablen ist entscheidend für die Extraktion von Resonanzen aus diesen Daten und damit ein notwendiger Bestandteil der Baryonspektroskopie. Basierend auf diesen Photoproduktionsdaten sind neue Zustände entdeckt worden und die Ergebnisse bestimmen inzwischen die Eigenschaften der von der Particle Data Group aufgelisteten Resonanzen. Es ist zu erwarten, dass auch in Zukunft neue Erkenntnisse aus der Analyse von Observablen folgen werden, die zu einem vollständigeren Bild des Baryonspektrums beitragen. Derzeit noch nicht geklärt ist z.B. die Frage, ob auch das 20-plet der basierend auf der SU(6)xO(3)-Symmetrie beschriebenen Zustände existiert oder nicht, und damit verbunden die Frage ob die QCD Zustände mit bestimmten Wellenfunktionen gegenüber anderen bevorzugt. <br /> Die vorliegende Arbeit liefert einen wichtigen Baustein für das bessere Verständnis des Baryonspektrums, indem erstmalig die Doppelpolarisationsobservable <em>E</em> sowie helizitätsabhängige differentielle Wirkungsquerschnitte im Zerfallskanal <em>γp → pη → pγγ</em> über den gesamten Winkelbereich für Energien ab der Produktionsschwelle bis E_γ = 2288 MeV bestimmt wurden. Außerdem wurden Datenanalysewerkzeuge wie die Energiekalibrierungsmethode für den Crystal-Barrel-Detektor entwickelt. Diese waren notwendig, um Analysen wie die hier vorliegende Bestimmung der Doppelpolarisationsobservable <em>E</em> im Kanal <em>pη</em> am CBELSA/TAPS-Experiment durchzuführen.<br /> Die vorliegenden Daten haben maßgeblich dazu beigetragen, Verzweigungsverhältnisse sowie Helizitätsamplituden von Nukleonresonanzen genauer oder erstmalig zu bestimmen. Die Interpretation dieser Daten im Rahmen einer Partialwellenanalyse ergibt unter anderem eine signifikante Änderung im Verzweigungsverhältnis für den Zerfall <em>N(1650)½^- → pη</em>. Bisherige Erklärungen der Natur dieser Resonanz basieren auf einem zu geringen Verzweigungsverhältnis aufgrund eines unvollständigen Datensatzes. Die gewonnene Erkenntnis, dass eine Neuinterpretation der Natur der <em>N(1650)½^-</em> notwendig ist, zeigt den Wert von Polarisationsobservablen in der Baryonspektroskopie. Eine gemeinsame Veröffentlichung der Ergebnisse der vorliegenden Analyse in Kombination mit den Ergebnissen für die Observablen <em>G, T, P</em> und <em>H</em> im Zerfallskanal <em>pη</em> ist in Vorbereitung.