Messung von Lepton-Paaren aus Meson-Zerfällen in den Hadronenexperimenten NA49 und STAR

Die in ultra-relativistischen Schwerionenkollisionen erreichten Dichten und Temperaturen führen möglicherweise zu einem Übergang der hochangeregten Kernmaterie in eine partonische Phase ohne Einschluß der Quarks und Gluo
Die in ultra-relativistischen Schwerionenkollisionen erreichten Dichten und Temperaturen führen möglicherweise zu einem Übergang der hochangeregten Kernmaterie in eine partonische Phase ohne Einschluß der Quarks und Gluonen. Dieser Zustand wird Quark-Gluon- Plasma genannt. Die Existenz dieses Plasmas vor einem Phasenübergang in ein Hadrongas versucht man in einer Reihe von Experimenten unter anderem an den Kernforschungszentren CERN in Genf/Schweiz und Brookhaven National Laboratory (BNL) auf Long Island/USA nachzuweisen. Aufgrund theoretischer Modelle wird erwartet, daß Signaturen eines solchen Zustandes das Verhältnis der Pion- zu Baryonen-Produktion und die Produktion von Teilchen, die Strange-Quarks enthalten, sein könnten. Nach diesen Signalen sucht man im hadronischen Endzustand des Systems. Das Fixed-Target-Experiment NA49 untersucht Blei-Blei Kollisionen bei einer Strahlenergie von 158 GeV/c pro Nukleon. Das Experiment zeichnet sich durch seine große Detektorakzeptanz für geladene Teilchen verbunden mit einer präzisen Impulsmessung aus. Ähnliche Merkmale weist auch das momentan im Aufbau befindliche Collider-Experiment STAR am BNL auf. Hier sollen ab 1999 Kollisionen von Gold Kernen bei Energien von 100 GeV/c pro Nukleon analysiert werden. Die hohe Akzeptanz und die gute Impulsbestimmung der produzierten Teilchen zeichnen die Experimente als hervorragende Meßinstrumente für den hadronischen Endzustand aus. Andere Observablen, von denen man sich Aufschluß über die Reaktionsdynamik einer ultra-relativistischen Schwerionenkollisionen erhofft, sind Vektormesonen, die kurz nach oder sogar noch im Reaktionsvolumen der Kollision in ein Lepton-Paar zerfallen. Der Vorteil hierbei ist, daß die Zerfallsteilchen (Elektronen oder Myonen) mit anderen Teilchen nur elektromagnetisch wechselwirken. Deswegen können sie ohne Wechselwirkung mit den umgebenden Hadronen die Reaktionszone verlassen. Die Wahrscheinlichkeit für den Zerfall in Leptonen ist allerdings 10 exp (-4) mal niedriger als für den in Hadronen. Im NA49-Experiment, das auf die Erfassung des hadronischen Endzustandes optimiert ist, ist es aufgrund des hohen Untergrundes an Hadronen nicht trivial, die Lepton-Paare aus dem Zerfall von Vektormesonen zu selektieren. Das Ziel dieser Arbeit bestand darin, zu untersuchen, wie gut eine Identifikation von Elektronen bzw. Positronen im NA-49-Experiment möglich ist. Es konnte die Effizienz der Selektion von Elektron-Positron-Paaren aus dem Zerfall von Phi-Mesonen abgeschätzt und die Kontamination der Lepton-Kandidaten durch Hadronen ermittelt werden. Danach wurde ein Signal zu Untergrund-Verhältnis für das Signal des Phi-Mesons im Invariante-Masse-Spektrum abgeschätzt. Aus den mit dem NA- Experiment gewonnenen Erkenntnissen konnten Vorschläge zur Optimierung der Messung von Lepton-Paaren aus Vektormesonen im zukünftigen STAR-Experiment gemacht werden.
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Metadaten
Author:Jens Berger
URN:urn:nbn:de:hebis:30-28410
Advisor:Dieter Röhrich
Document Type:Diplom Thesis
Language:German
Year of Completion:1998
Year of first Publication:1998
Publishing Institution:Univ.-Bibliothek Frankfurt am Main
Granting Institution:Johann Wolfgang Goethe-Univ.
Release Date:2006/06/23
Institutes:Physik
Dewey Decimal Classification:530 Physik
Sammlungen:Universitätspublikationen
Licence (German):License Logo Veröffentlichungsvertrag für Publikationen

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