Study of Excited Ξ Baryons in Anti-Proton Proton Collisions with the <span style=

Abstract

Understanding the excitation pattern of baryons is indispensable for the understanding of non-perturbative QCD. Up to now only the nucleon excitation spectrum has been subject to systematic experimental studies, in contrast very little is known on excited states of double or triple strange baryons. A better knowledge of the baryon spectrum in the double and triple strange sector is however important to scrutinize the models developed using data on N∗ and ∆ states. In studies of antiproton-proton collisions, the PANDA experiment is well-suited for a comprehensive baryon spectroscopy program in the multi-strange and charm sector.For final states containing a Ξ^-<span style="text-decoration:overline">Ξ</span>⁺ pair, cross sections of the order of µb are expected, corresponding to production rates of ~10⁶/d at a luminosity L=10³¹cm^-2s^-1. The present thesis focuses on excited Ξ states and investigates the possibility to reconstruct the reaction <span style="text-decoration:overline">p</span>p→<span style="text-decoration:overline">Ξ</span>⁺Ξ^* and its charged conjugate channel with the PANDA detector. Furthermore, first steps towards a partial wave analysis of the <span style="text-decoration:overline">Ξ</span>⁺ΛK^- and Ξ^-<span style="text-decoration:overline">Λ</span>K⁺ final states are presented.

Um die nicht-perturbative QCD zu verstehen ist ein weitreichendes Verständnis des Anregungsmustersder Baryonen notwendig. Bisher war nur das Nukleon-Anregungsspektrum Gegenstand systematischer experimenteller Untersuchungen, während nur wenig über die Anregungszustände von Baryonen, die ausmehr als einem Strange-Quark bestehen, bekannt ist. Ein besseres Verständnis des Baryon-Spektrums imDoppel- und Dreifach-Strange-Sektor is jedoch wichtig, um die Modelle, die anhand der Daten zu N∗- und ∆-Zuständen entwickelt wurden, zu überprüfen. In Studien zu Antiproton-Proton-Kollisionen eignetsich dasPANDA Experiment für ein umfassendes Baryon-Spektroskopie-Programm im Multi-Strange-und Charm-Sektor. Für Endzustände, die ein Ξ^-<span style="text-decoration:overline">Ξ</span>⁺ Paar enthalten, werden Wirkungsquerschnitte in der Größenordnungμberwartet. Dies entspricht bei einer Luminosität von L=10³¹cm^-2s^-1 einer Produktionsrate von etwa 10⁶/d. Die vorliegende Arbeit konzentriert sich auf angeregte Ξ Zustände und untersucht die Rekonstruktionsmöglichkeit der Reaktion <span style="text-decoration:overline">p</span>p→<span style="text-decoration:overline">Ξ</span>⁺Ξ^∗ und dessen ladungskonjugierten Kanal mit dem PANDA Detektor. Des Weiteren werden die ersten Schritte im Hinblick auf eine Partialwellenanalysedes <span style="text-decoration:overline">Ξ</span>⁺ΛK^- und des <span style="text-decoration:overline">Ξ</span>^-ΛK⁺ Endzustandes präsentiert.