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The first measurement of ϕ-meson production in p-Pb collisions at a nucleon-nucleon centre-of-mass energy sNN−−−√ = 5.02 TeV has been performed with the ALICE apparatus at the LHC. The ϕ-mesons have been identified in the dimuon decay channel in the transverse momentum (pT) range 1<pT<7 GeV/c, both in the p-going (2.03<y<3.53) and the Pb-going (−4.46<y<−2.96) directions, where y stands for the rapidity in the nucleon-nucleon centre-of-mass. Differential cross sections as a function of transverse momentum and rapidity are presented. The forward-backward asymmetry for ϕ-meson production is measured for 2.96<|y|<3.53, resulting in a factor ∼0.5 with no significant pT dependence within the uncertainties. The pT dependence of the ϕ nuclear modification factor RpPb exhibits an enhancement up to a factor 1.6 at pT = 3-4 GeV/c in the Pb-going direction. The pT dependence of the ϕ-meson cross section in pp collisions at s√ = 2.76 TeV, which is used to determine a reference for the p-Pb results, is also presented here for 1<pT<5 GeV/c and 2.5<y<4.
Das Hauptziel der vorliegenden Arbeit war es, die energieabhängigen Wirkungsquerschnitte von (γ,n)-Reaktionen für 169Tm, 170Yb, 176Yb und 130Te mittels der Photoaktivierungsmethode zu bestimmen.
Dazu wurden zunächst die Effizienzen der verwendeten Detektoren mithilfe von Simulationen korrigiert, da die verwendeten Targets eine ausgedehnte Geometrie aufweisen im Gegensatz zu den punktförmigen Eichquellen. Es hat sich herausgestellt, dass mit den Simulationen die Effizienzen der MCA-Detektoren energieabhängig korrigiert werden konnten, da die Simulationen die Form der gemessenen Effizienzen gut reproduzieren konnten. Bei den Effizienzen der LEPS-Detektoren hingegen konnte keine energieabhäangige Korrektur vorgenommen werden, da die LEPS-Detektoren aufgrund des geringen Abstandes zu den Detektoren hohe Summeneffekte zeigten. Im Rahmen dieser Arbeit konnten diese Summeneffekte jedoch nicht korrigiert bzw. berücksichtigt werden.
Ein Laserblitz von unvorstellbarer Intensität pulverisiert im Labor ein Molekül. Wachsam zeichnen die Instrumente die Flugbahn und Geschwindigkeit jedes Bruchstücks auf. Physiker gewinnen daraus hochpräzise Informationen über die Molekülstruktur. Auch links- und rechtshändige Formen lassen sich unterscheiden.
Im Rahmen des FAIR Projekts sollen in den Ringbeschleunigern SIS18 und SIS100 Ionenstrahlen mit höchster Intensität beschleunigt werden. Um die Raumladungsgrenze zu erhöhen, werden dazu Ionen mit mittleren Ladungszuständen verwendet. Diese haben aber größere Wirkungsquerschnitte für Umladung in Wechselwirkungen mit im Strahlvakuum vorhandenen Restgasteilchen als hochgeladene Ionen. Kommt es zu Strahlverlusten, lösen die verlorenen Ionen am Auftreffort weitere Restgasteilchen von den Wänden des Strahlrohrs und erhöhen so lokal die Restgasdichte. Die Qualität des Vakuums ist deshalb für einen stabilen Strahlbetrieb essentiell.
Im SIS100 kommen kryogene Vakuumkammern zum Einsatz, deren Wände als Kryosorptionspumpen für Wasserstoff und Helium dienen und alle schwereren Restgaskomponenten durch Kryokondensation binden können. Um die Vorhersagegenauigkeit des abteilungsinternen Programms „StrahlSim“ zur Simulation des dynamischen Vakuums zu verbessern, wurden im Rahmen dieser Arbeit das Saugvermögen und die Pumpkapazität für Wasserstoff auf einer Edelstahloberfläche untersucht.
Dazu wurde ein UHV Teststand entwickelt und aufgebaut. Dieser besteht aus einem warmen Diagnoseteil, mit dem der Gasfluss in und aus dem kalten Teil überwacht werden kann. Im kalten Teil befindet sich eine kleine Kammer mit Edelstahlwänden, für die verschiedene Temperaturen zwischen 7 und 31 K eingestellt werden können. Diese Kammer repräsentiert ein kleines Stück kryogenes Strahlrohr. Bei verschiedenen Temperaturen und Oberflächenbelegungen wurden dort jeweils das Saugvermögen und der sich einstellende Gleichgewichtsdruck im Bereich von 4E-11 bis 2E-7 mbar gemessen. Die Gleichgewichtsdrücke bei einer bestimmten Temperatur bei wachsender Oberflächenbelegung werden als Adsorptionsisotherme bezeichnet. Sie ergeben sich aus dem Gleichgewicht von thermisch desorbierenden Teilchen und deren Readsorption. Die kalte Kammer wird umgeben von einem Kryostaten, bestehend aus thermischem Schild und Außentank. Für diesen wurde die thermische Auslegung durchgeführt, die Konstruktion erfolgte extern.
Aus dem gemessenen Saugvermögen konnte die Haftwahrscheinlichkeit berechnet werden. Sie stellte sich als im Rahmen der Messgenauigkeit als unabhängig von Belegung und Temperatur heraus. Ihr Wert liegt nahe 1 mit einer Unsicherheit bis 0,1. Da sämtliche Oberflächen in den kryogenen Bereichen als Pumpen wirken, ist dieser Wert mehr als ausreichend um die für den stabilen Strahlbetrieb nötigen Vakuumbedingungen zu erreichen und stabil zu halten.
Die Isothermen hingegen sind stark von der Temperatur abhängig. Über 18 K liegen die Gleichgewichtsdrücke bereits bei minimalen Oberflächenbelegungen in für den Strahlbetrieb nicht tolerierbaren Bereichen. Mit sinkender Temperatur können die Oberflächen immer mehr Gas aufnehmen. Doch auch bei den tiefsten vermessenen Temperaturen zwischen 7 und 8 K ist ein stabiler Strahlbetrieb nur bei Belegungen von deutlich unter einer halben Monolage, etwa 5E14 Wasserstoffmoleküle pro cm², möglich.
Diese Ergebnisse wurden in StrahlSim implementiert. Zunächst wurde der Code für die Simulation von teilweise kryogenen Beschleunigern angepasst. Die wichtigste Änderung war die Einführung von thermischer Transpiration. Sie bewirkt, dass die Restgasteilchendichte an Kalt-Warm-Übergängen auf der kalten Seite erhöht ist. Mit dieser Änderung und den implementierten Ergebnissen aus den Messungen wurden Simulationen für das SIS100 durchgeführt. Mit den Isothermen konnten die bei verschiedenen Temperaturen und Bedeckungen zu erwartenden Durchschnittsdichten berechnet werden, die wiederum bestimmend für die Strahlverluste sind. Des Weiteren wurde ein mehrwöchiger Dauerbetrieb simuliert. Es zeigt sich zunächst eine Verschlechterung der Vakuumbedingungen auf Grund der langsamen Sättigung der Oberflächen. Diese verlangsamt sich aber immer mehr und stabilisiert sich bevor zu hohe Restgasdichten auftreten. Im schlechtesten Fall sind die kryogenen Oberflächen so weit gesättigt, dass sie genauso viele Gasteilchen thermisch desorbieren wie sie adsorbieren, sie also praktisch passiv sind. Auch dann wäre die Gleichgewichtsdichte im Beschleuniger noch tief genug, um Verluste durch Umladung hinreichend niedrig zu halten.
Als problematisch könnten sich hingegen dynamische Temperaturerhöhungen der Kammerwände erweisen. In diesem Fall stellt sich praktisch verzögerungsfrei der durch die neue Isotherme definierte Gleichgewichtsdruck ein, der auch bei wenigen Kelvin Temperaturunterschied bereits um mehrere Größenordnungen höher liegen kann. Sind Temperaturerhöhungen während des Betriebs zu erwarten, sollten die Oberflächen so frei wie möglich von Wasserstoff gehalten werden. Dazu kann man sich eben diesen Effekt zunutze machen: Durch temporäres Anwärmen der Oberflächen unmittelbar vor dem Strahlbetrieb können die Oberflächen schnell von Wasserstoff befreit werden, der dann von lokalisierten Pumpen aus dem System entfernt werden kann.
Dilepton production in heavy-ion collisions at top SPS energy is investigated within a coarse-graining approach that combines an underlying microscopic evolution of the nuclear reaction with the application of medium-modified spectral functions. Extracting local energy and baryon density for a grid of small space-time cells and going to each cell’s rest frame enables to determine local temperature and chemical potential by application of an equation of state. This allows for the calculation of thermal dilepton emission. We apply and compare two different spectral functions for the ρ: A hadronic many-body calculation and an approach that uses empirical scattering amplitudes. Quantitatively good agreement of the model calculations with the data from the NA60 collaboration is achieved for both spectral functions, but in detail the hadronic many-body approach leads to a better description, especially of the broadening around the pole mass of the ρ and for the low-mass excess. We further show that the presence of a pion chemical potential significantly influences the dilepton yield.
Im Rahmen dieser Arbeit wurden grundlegende Eigenschaften von GEM-Verstärkungsstrukturen untersucht. Dies waren der Einfluss des Alignmenteffektes auf die Reproduzierbarkeit von Messungen, die Elektronenextraktionseffizienz von GEMs im allgemeinen und die Auswirkungen von Druckschwankungen auf die Gasverstärkung. Weiterhin wurden verschiedene vierlagige GEM-Verstärkungssysteme mit einer MP-GEM an erster Stelle in Hinblick auf Ionenrückfluss und Energieauflösung untersucht.
Der Alignmenteffekt ist noch nicht vollkommen verstanden und verlangt weitere Untersuchungen. Was aber definitiv gesagt werden kann ist, dass das Drehen der GEMs um 90° die Reproduzierbarkeit der Messergebnisse sicherstellt.
Die unterschiedlichen Elektronenextraktionseffizienzen der verschiedenen GEM-Typen sind noch unverstanden. Auch wenn die grundsätzliche Zunahme der Extraktion mit zunehmenden Transferfeld verständlich ist, so bleibt vor allem das Verhalten einer LP-GEM in diesem Kontext bis jetzt unerklärlich.
Die Versuche mit einer MP-GEM an erster Stelle einer vierlagigen Verstärkungsstruktur haben sich als keine Verbesserung im Vergleich zu den S-Konfigurationen herausgestellt. Auch wenn manche gefundenen Einstellungen die Kriterien von einem IBF von weniger als 1 % und einem σ(55Fe) von weniger als 12 % gleichzeitig erfüllen, liegen diese Messpunkte so knapp an den definierten Grenzen, dass sie nicht für den Betrieb in der Spurendriftkammer von ALICE geeignet sind. Eine Erkenntnis, die trotzdem gewonnen werden konnte, ist, dass sich das Verhalten von verschiedenen Konfigurationen verstehen lässt. So ist die beste untersuchte Konfiguration die MP-LP-LP-S-Konfiguration gewesen, danach folgte die MP-S-LP-S und als schlechteste hat die MP-S-LP-SP-Konfiguration abgeschnitten. Dies ist genau die gleiche Reihenfolge, wie sie auch bei den S-Konfigurationen auftritt: S-LP-LP-S, dann S-S-LP-S und danach S-S-LP-SP. Ein wichtiger Schritt in einem guten Kompromiss zwischen Ionenrückfluss und σ(55Fe), scheinen zwei LP-GEMs an zweiter und dritter Stelle zu sein und weniger der Lochabstand der letzten GEM.
Die Druckabhängigkeit der Gasverstärkung hat einen großen Einfluss auf die Verstärkung und damit auf die Reproduzierbarkeit von Messungen. Bei einem Höhenunterschied von ca. 400 m ergibt sich eine Änderung der Verstärkung von ca. 35 %. Zusätzlich wird dieser Effekt von lokalen Wetterbedingungen überlagert. Der Einfluss des Luftdruckes kann jedoch mit dem Fit in Abbildung 43 berücksichtigt und damit herausgerechnet werden
We present an effective model for timing-dependent synaptic plasticity (STDP) in terms of two interacting traces, corresponding to the fraction of activated NMDA receptors and the concentration in the dendritic spine of the postsynaptic neuron. This model intends to bridge the worlds of existing simplistic phenomenological rules and highly detailed models, thus constituting a practical tool for the study of the interplay of neural activity and synaptic plasticity in extended spiking neural networks. For isolated pairs of pre- and postsynaptic spikes, the standard pairwise STDP rule is reproduced, with appropriate parameters determining the respective weights and timescales for the causal and the anticausal contributions. The model contains otherwise only three free parameters, which can be adjusted to reproduce triplet nonlinearities in hippocampal culture and cortical slices. We also investigate the transition from time-dependent to rate-dependent plasticity occurring for both correlated and uncorrelated spike patterns.
We report the results of the femtoscopic analysis of pairs of identical pions measured in p-Pb collisions at sNN−−−√=5.02 TeV. Femtoscopic radii are determined as a function of event multiplicity and pair momentum in three spatial dimensions. As in the pp collision system, the analysis is complicated by the presence of sizable background correlation structures in addition to the femtoscopic signal. The radii increase with event multiplicity and decrease with pair transverse momentum. When taken at comparable multiplicity, the radii measured in p-Pb collisions, at high multiplicity and low pair transverse momentum, are 10-20% higher than those observed in pp collisions but below those observed in A-A collisions. The results are compared to hydrodynamic predictions at large event multiplicity as well as discussed in the context of calculations based on gluon saturation.
We report the results of the femtoscopic analysis of pairs of identical pions measured in p-Pb collisions at sNN−−−√=5.02 TeV. Femtoscopic radii are determined as a function of event multiplicity and pair momentum in three spatial dimensions. As in the pp collision system, the analysis is complicated by the presence of sizable background correlation structures in addition to the femtoscopic signal. The radii increase with event multiplicity and decrease with pair transverse momentum. When taken at comparable multiplicity, the radii measured in p-Pb collisions, at high multiplicity and low pair transverse momentum, are 10-20% higher than those observed in pp collisions but below those observed in A-A collisions. The results are compared to hydrodynamic predictions at large event multiplicity as well as discussed in the context of calculations based on gluon saturation.
We report the results of the femtoscopic analysis of pairs of identical pions measured in p-Pb collisions at sNN−−−√=5.02 TeV. Femtoscopic radii are determined as a function of event multiplicity and pair momentum in three spatial dimensions. As in the pp collision system, the analysis is complicated by the presence of sizable background correlation structures in addition to the femtoscopic signal. The radii increase with event multiplicity and decrease with pair transverse momentum. When taken at comparable multiplicity, the radii measured in p-Pb collisions, at high multiplicity and low pair transverse momentum, are 10-20% higher than those observed in pp collisions but below those observed in A-A collisions. The results are compared to hydrodynamic predictions at large event multiplicity as well as discussed in the context of calculations based on gluon saturation.
Controlling magnetic properties on the nanometer-scale is essential for basic research in micro-magnetism and spin-dependent transport, as well as for various applications such as magnetic recording, imaging and sensing. This has been accomplished to a very high degree by means of layered heterostructures in the vertical dimension. Here we present a complementary approach that allows for a controlled tuning of the magnetic properties of Co/Pt heterostructures on the lateral mesoscale. By means of in situ post-processing of Pt- and Co-based nano-stripes prepared by focused electron beam induced deposition (FEBID) we are able to locally tune their coercive field and remanent magnetization. Whereas single Co-FEBID nano-stripes show no hysteresis, we find hard-magnetic behavior for post-processed Co/Pt nano-stripes with coercive fields up to 850 Oe. We attribute the observed effects to the locally controlled formation of the CoPt L10 phase, whose presence has been revealed by transmission electron microscopy.
The production of prompt charmed mesons D0, D+ and D∗+, and their antiparticles, was measured with the ALICE detector in Pb-Pb collisions at the centre-of-mass energy per nucleon pair, sNN−−−√, of 2.76 TeV. The production yields for rapidity |y|<0.5 are presented as a function of transverse momentum, pT, in the interval 1-36 GeV/c for the centrality class 0-10% and in the interval 1-16 GeV/c for the centrality class 30-50%. The nuclear modification factor RAA was computed using a proton-proton reference at s√=2.76 TeV, based on measurements at s√=7 TeV and on theoretical calculations. A maximum suppression by a factor of 5-6 with respect to binary-scaled pp yields is observed for the most central collisions at pT of about 10 GeV/c. A suppression by a factor of about 2-3 persists at the highest pT covered by the measurements. At low pT (1-3 GeV/c), the RAA has large uncertainties that span the range 0.35 (factor of about 3 suppression) to 1 (no suppression). In all pT intervals, the RAA is larger in the 30-50% centrality class compared to central collisions. The D-meson RAA is also compared with that of charged pions and, at large pT, charged hadrons, and with model calculations.
In this work, the complex structure of ionization and dissociation pathways on the potential energy curves in small molecules were investigated that are initiated by the absorption of a sequence of multi-color pulses in the XUV, VUV, and IR spectrum. Femtosecond pump-probe spectroscopy was used to track the evolution of nuclear dynamics in neutral hydrogen molecules. Previously unpublished excitation and ionization pathways leading to the dissociative ionization of hydrogen molecules were investigated by employing 3D momentum imaging spectroscopy. These studies were extended to oxygen molecules where an XUV attosecond pulse train coherently ionized several electronic states of O2+ followed by the dissociation of the molecule via multiple pathways. The infrared electric field of the driving laser was then used to couple the electronic and nuclear wave-packets, thus, manipulating the dissociation dynamics of the molecule on an attosecond time scale.
In order to perform the experiments presented here, a novel experimental setup was developed and constructed. It combines an existing high-flux High Harmonic Generation light source that delivers attosecond pulse trains in the VUV and XUV spectrum with a state-of-the-art 3D momentum imaging apparatus (COLTRIMS), as well as a beamline consisting of several experimental tools enabling the selection, characterization, and propagation of the photon spectrum.
Thermal dilepton radiation from the hot fireballs created in high-energy heavy-ion collisions provides unique insights into the properties of the produced medium. We first show how the predictions of hadronic many-body theory for a melting ρ meson, coupled with quark–gluon plasma emission utilizing a modern lattice-QCD based equation of state, yield a quantitative description of dilepton spectra in heavy-ion collisions at the SPS and the RHIC beam energy scan program. We utilize these results to systematically extract the excess yields and their invariant-mass spectral slopes to predict the excitation function of fireball lifetimes and (early) temperatures, respectively. We thereby demonstrate that future measurements of these quantities can yield unprecedented information on basic fireball properties. Specifically, our predictions quantify the relation between the measured and maximal fireball temperature, and the proportionality of excess yield and total lifetime. This information can serve as a “caloric” curve to search for a first-order QCD phase transition, and to detect non-monotonous lifetime variations possibly related to critical phenomena.
We present an extensive experimental study of the recently predicted pygmy quadrupole resonance (PQR) in Sn isotopes, where complementary probes were used. In this study, (α,α' γ ) and (γ , γ') experiments were performed on 124Sn. In both reactions, Jπ = 2+ states below an excitation energy of 5 MeV were populated. The E2 strength integrated over the full transition densities could be extracted from the (γ , γ') experiment, while the (α,α'γ ) experiment at the chosen kinematics strongly favors the excitation of surface modes because of the strong α-particle absorption in the nuclear interior. The excitation of such modes is in accordance with the quadrupole-type oscillation of the neutron skin predicted by a microscopic approach based on self-consistent density functional theory and the quasiparticle-phonon model (QPM). The newly determined γ -decay branching ratios hint at a non-statistical character of the E2 strength, as it has also been recently pointed out for the case of the pygmy dipole resonance (PDR). This allows us to distinguish between PQR-type and multiphonon excitations and, consequently, supports the recent first experimental indications of a PQR in 124Sn.
The advent of improved experimental and theoretical techniques has brought a lot of attention to the electric dipole (E1) response of atomic nuclei in the last decade. The extensive studies have led to the observation and interpretation of a concentration of E1 strength energetically below the Giant Dipole Resonance in many nuclei. This phenomenon is commonly denoted as Pygmy Dipole Resonance (PDR). This contribution will summarize the most important results obtained using different experimental probes, define the challenges to gain a deeper understanding of the excitations, and discuss the newest experimental developments.
The Fisher information constitutes a natural measure for the sensitivity of a probability distribution with respect to a set of parameters. An implementation of the stationarity principle for synaptic learning in terms of the Fisher information results in a Hebbian self-limiting learning rule for synaptic plasticity. In the present work, we study the dependence of the solutions to this rule in terms of the moments of the input probability distribution and find a preference for non-Gaussian directions, making it a suitable candidate for independent component analysis (ICA). We confirm in a numerical experiment that a neuron trained under these rules is able to find the independent components in the non-linear bars problem. The specific form of the plasticity rule depends on the transfer function used, becoming a simple cubic polynomial of the membrane potential for the case of the rescaled error function. The cubic learning rule is also an excellent approximation for other transfer functions, as the standard sigmoidal, and can be used to show analytically that the proposed plasticity rules are selective for directions in the space of presynaptic neural activities characterized by a negative excess kurtosis.
Im Rahmen dieser Arbeit werden verschiedene Modellsysteme untersucht, die Metriken der klassischen Allgemeinen Relativitätstheorie mit Erweiterungen vergleichen, in denen Ereignishorizonte nicht existieren müssen. Die untersuchten Korrekturterme sind durch Schwachfeldmessungen, wie sie zum Beispiel in unserem Sonnensystem durchgeführt werden, nicht überprüfbar. Es ist deshalb nötig solche Systeme zu betrachten, in denen die vollständigen Gleichungen berücksichtigt werden müssen und keine Entwicklungen für schwache Felder gemacht werden können. Es gibt eine Reihe von astrophysikalischen Systemen, die diese Bedingungen erfüllen, wie das Galaktische Zentrum oder Doppelsternsysteme.
Im zweiten Kapitel der Arbeit werden Testteilchenorbits in einem Zentralpotential beschrieben und Unterschiede zwischen der klassischen und einer modifizierten Kerr-Metrik herausgearbeitet. Drei neue Phänomene der modifizierten Metrik gegenüber der Klassischen treten hier in Erscheinung. Zum einen haben Teilchen, die sich auf prograden Bahnen um den Zentralkörper drehen, ein Maximum in ihrer Winkelgeschwindigkeit. Zum anderen ist das Phänomen des frame-draggings deutlich schwächer ausgeprägt. Schließlich tritt ein letzter stabiler Orbit für entsprechend schnell rotierende Zentralkörper nicht mehr auf. Gleichzeitig sind die Unterschiede in den beiden Metriken für große Abstände (r > 10m) nahezu vernachlässigbar. In Kapitel 3 werden diese Ergebnisse auf zwei unterschiedliche Modelle zur Beschreibung von Akkretionsscheiben angewendet. Untersucht wird zum einen das Verhalten der Eisen-Kα-Emissionslinie und zum anderen der Energiefluss aus einer Akkretionsscheibe.
In der Form der Eisen-Kα-Emissionslinie gibt es eine deutliche Zunahme des rotverschobenen Anteils der Strahlung in der modifizierten Kerr-Metrik gegenüber der klassischen Kerr-Metrik. Die Akkretionsscheibe nach Page und Thorne zeigt unter Verwendung der modifizierten Kerr-Metrik eine signifikante Erhöhung der abgestrahlten Energie, wenn der Zentralkörper so schnell rotiert, dass kein letzter stabiler Orbit mehr auftritt. Zusätzlich gibt es hier in der Scheibe einen dunklen Ring im Vergleich zu den Bildern höherer Ordnung, die in der klassischen Kerr-Metrik auftreten. Erklärbar sind diese Phänomene dadurch, dass sich Teilchen auf stabilen Bahnen in der modifizierten Kerr-Metrik näher an den Zentralkörper heran bewegen können, als es in der klassischen Kerr-Metrik der Fall ist. Die Rotverschiebung ist für beide Fälle annäherend gleich.
Kapitel 4 gibt eine kurze Einführung in die Beschreibung von Gravitationswellen im Rahmen der linearisierten Allgemeinen Relativitätstheorie. Hier wird als Modell ein Binärsystem, wie etwa der Hulse-Taylor-Pulsar, betrachtet. Die Unterschiede zwischen der klassischen Theorie und einer Beschreibung unter Hinzunahme von Zusatztermen sind hier erwartungsgemäß sehr gering, da die Linearisierung der Gleichungen dazu führt, dass Starkfeldeffekte vernachlässigt werden. Für große Abstände, was in diesem Fall auch schwache Felder impliziert, sind die Erweiterungen der Gleichungen vernachlässigbar. Hier werden zum Teil auch Effekte in der klassischen ART vernachlässigt.
In Kapitel 5 befindet sich ein kurzer Ausblick in die 3+1-Formulierung der Einsteingleichungen für die numerische Beschreibung von Gravitationsphänomenen. Diese Beschreibung ermöglicht es auch komplexe Systeme ohne viele nähernde Annahmen genau beschreiben zu können. Diese Systeme können zum einen Akkretionsscheiben um kompakte Objekte sein, aber auch die Verschmelzung von zwei massiven Objekten und die damit verbundenen Gravitationswellensignale. Dadurch lassen sich die Vorhersagen der ART oder etwaiger Erweiterungen präziser modellieren.
Die vorgestellten Ergebnisse liegen innerhalb der Einschränkungen durch aktuelle Messungen. Zukünftige Messungen wie genauere Beobachtungen des Galaktischen Zentrums durch das Event Horizon Telescope sind aber voraussichtlich dazu in der Lage zwischen den untersuchten Metriken zu unterscheiden.
There are only 3 methods for the production of heavy and superheavy (SH) nuclei, namely, fusion reactions, a sequence of neutron capture and beta(-) decay and multinucleon transfer reactions. Low values of the fusion cross sections and very short half-lives of nuclei with Z<120 put obstacles in synthesis of new elements. At the same time, an important area of SH isotopes located between those produced in the cold and hot fusion reactions remains unstudied yet. This gap could be filled in fusion reactions of 48Ca with available lighter isotopes of Pu, Am, and Cm. New neutron-enriched isotopes of SH elements may be produced with the use of a 48Ca beam if a 250Cm target would be prepared. In this case we get a real chance to reach the island of stability owing to a possible beta(+) decay of 291114 and 287112 nuclei formed in this reaction with a cross section of about 0.8 pb. A macroscopic amount of the long-living SH nuclei located at the island of stability may be produced by using the pulsed nuclear reactors of the next generation only if the neutron fluence per pulse will be increased by about three orders of magnitude. Multinucleon transfer processes look quite promising for the production and study of neutron-rich heavy nuclei located in upper part of the nuclear map not reachable by other reaction mechanisms. Reactions with actinide beams and targets are of special interest for synthesis of new neutron-enriched transfermium nuclei and not-yet-known nuclei with closed neutron shell N=126 having the largest impact on the astrophysical r-process. The estimated cross sections for the production of these nuclei allows one to plan such experiments at currently available accelerators.
The aim of the present overview article is to raise awareness of an essential aspect that is usually not accounted for in the modelling of electron transport for focused-electron-beam-induced deposition (FEBID) of nanostructures: Surface excitations are on the one hand responsible for a sizeable fraction of the intensity in reflection-electron-energy-loss spectra for primary electron energies of up to a few kiloelectronvolts and, on the other hand, they play a key role in the emission of secondary electrons from solids, regardless of the primary energy. In this overview work we present a general perspective of recent works on the subject of surface excitations and on low-energy electron transport, highlighting the most relevant aspects for the modelling of electron transport in FEBID simulations.
The complementary (γ, γ′) and (α, α′γ) reactions were used to study the isospin properties of low-lying E1 excitations in the doubly-magic nucleus 48Ca. In contrast to heavier nuclei, a state-to-state change in isospin character was revealed in 48Ca and a dominant isoscalar excitation was found which is interpreted as an isoscalar oscillation. Recently, protons at 80 MeV were used as an additional hadronic probe in a p-γ coincidence experiment on 140Ce for the first time. Results of the experiments on 48Ca and first results of the 140Ce will be presented in this contribution.
The PANDA experiment at FAIR will study fundamental questions of strong interaction with high precision. Effcient particle identification for a wide momentum range and the full solid angle is required for successful reconstruction of the benchmark channels of the broad PANDA physics program. For this purpose a compact ring imaging Cherenkov detector is being developed for the barrel region of the PANDA detector. The concept and the baseline design of the PANDA Barrel DIRC were inspired by the BABAR DIRC and improved with important modifications, like fast photon timing, a compact expansion volume, and focusing optics. The required detector resolution was defined based on the PANDA PID specifications using the phase space distributions of the final state kaons produced in selected benchmark channels. To optimize the PANDA Barrel DIRC design in terms of performance and cost the baseline detector geometry and a number of design options were implemented in the simulation. The key options include the radiator dimensions, two types of expansion volume shapes, and a variety of focusing systems. The performance of the detector designs was quantified in terms of single photon Cherenkov angle resolution and photon yield. It was found that the number of radiators can be reduced by about 40% without loss in performance. A compound spherical lens without air gap was found to be a promising focusing system. An optimized Barrel DIRC design meeting the PID requirements includes three radiator bars per at section, the compound lens without air gap, a compact prism-shaped EV, and a total of 192 Microchannel-Plate PMTs as photosensors. The number of electronic channels can be halved without loss in performance by combining two neighbouring pixels. For such a detector design the total cost will be significantly reduced compared to the baseline version while still meeting or exceeding the PANDA PID performance goals.
Die Dissertation ist in den Bereichen der semiklassischen Quantengravitation und der pseudokomplexen Allgemeinen Relativitätstheorie (pk-ART) anzusiedeln. Dabei wird unter semiklassischer Quantengravitation die Untersuchung quantenmechanischer Phänomene in einem durch eine klassische Gravitationstheorie gegebenen gravitativen Hintergrundfeld verstanden und bei der pk-ART handelt es sich um eine Alternative zu der aktuell anerkannten klassischen Gravitationstheorie, der Allgemeinen Relativitätstheorie (ART), die die reellen Raumzeitkoordinaten der ART pseudokomplex erweitert. Dies führt zusammen mit einer Veränderung des Variationsprinzips in führender Ordnung auf eine Korrektur der Einstein- Gleichung der ART mit einem zusätzlichen Quellterm (Energie-Impuls-Tensor), dessen exakte Form jedoch bisher nicht bekannt ist.
Die Beschreibung der Gravitation als Hintergrundfeld ergibt sich zwangsläufig daraus, dass auf Basis der ART bisher keine quantisierte Beschreibung für sie gefunden werden konnte. Jedoch wird erhofft, dass die Untersuchung semiklassischer Phänomene Hinweise auf die korrekte Theorie der Quantengravitation gibt. Zudem motiviert der Mangel einer quantisierten Gravitationstheorie die Verwendung alternativer Theorien, da sich dadurch die Frage stellt, ob die ART die korrekte Beschreibung klassischer Felder ist.
Das Ziel der vorliegenden Dissertation war die grundlegenden Unterschiede zwischen der ART und der pk-ART für gebundene sphärisch symmetrische Zustände der Klein-Gordon- und der Dirac-Gleichung zu identifizieren und ein qualitatives Modell der Vakuumfluktuationen in sphärisch symmetrischen Materieverteilungen zu bestimmen, wobei der Zusammenhang der pk-ART mit den Vakuumfluktuationen in der Annahme besteht, dass ein Zusammenhang zwischen ihnen und dem zusätzlichen Quellterm der pk-ART existiert. Dafür wurden die gebundenen Zustände der Klein-Gordon- und der Dirac-Gleichung für drei verschiedene Metrikmodelle (zwei ART-Modelle und ein pk-ART-Modell) mit konstanter Dichte systematisch numerisch berechnet, einige repräsentative Grafiken erstellt, anhand derer die grundlegenden Unterschiede der Ergebnisse der ART-Modelle und des pk-ART-Modells erörtert wurden, und die ART Ergebnisse der Dirac-Gleichung soweit wie möglich mit Ergebnissen der Literatur verglichen. Insbesondere wurde dabei festgestellt, dass die Energieeigenwerte in der pk-ART im Gegensatz zu denen in der ART in Abhängigkeit der Ausdehnung des Zentralobjekts ein Minimum aufweisen. Zudem wurden die Energieeigenwerte der Klein-Gordon-Gleichung teilweise sowohl über das Eigenwertproblem einer Matrix als auch über ein Anfangswertproblem berechnet und es wurde festgestellt, dass die Beschreibung als Eigenwertproblem deutlich uneffektiver ist, wenn dafür die Basis des dreidimensionalen harmonischen Oszillators genutzt wird. Für die Entwicklung des qualitativen Vakuumfluktuationsmodells wurden zwei Näherungen für den Erwartungswert des Energie-Impuls-Tensors in führender Ordnung für die Schwarzschildmetrik (ART) verglichen und die Verwendung eines qualitativen Modells durch die dabei auftretende Diskrepanz gerechtfertigt. Danach wurden die Vakuumfluktuationen für Metriken konstanter Materiedichte mit Hilfe einer der Näherungen in führender Ordnung berechnet und ein Modell gesucht, das den gleichen qualitativen Verlauf aufweist. Im Anschluss wurde dieses Modell noch für einfache Metriken mit variabler Materiedichte verifiziert.
Die Dissertation leistet mit der Analyse der gebundenen Zustände einen Beitrag in der Identifikation der Unterschiede zwischen der pk-ART und der ART und führt somit auf weitere mögliche Messgrößen, die der Unterscheidung der beiden Theorien dienen könnten. Weiterhin ermöglicht das abgeleitete Modell eine Verfeinerung der schon publizierten Ergebnisse über Neutronensterne und die für die Erstellung nötigen Vorarbeiten leisten einen Beitrag zur Identifikation des
pk-ART Quellterms.
We present results of a search for two hypothetical strange dibaryon states, i.e. the H-dibaryon and the possible Λn‾ bound state. The search is performed with the ALICE detector in central (0–10%) Pb–Pb collisions at √sNN=2.76 TeV, by invariant mass analysis in the decay modes Λn‾→d‾π+ and H-dibaryon →Λpπ−. No evidence for these bound states is observed. Upper limits are determined at 99% confidence level for a wide range of lifetimes and for the full range of branching ratios. The results are compared to thermal, coalescence and hybrid UrQMD model expectations, which describe correctly the production of other loosely bound states, like the deuteron and the hypertriton.
We present results of a search for two hypothetical strange dibaryon states, i.e. the H-dibaryon and the possible Λn¯¯¯¯¯¯ bound state. The search is performed with the ALICE detector in central (0-10%) Pb-Pb collisions at sNN−−−√=2.76 TeV, by invariant mass analysis in the decay modes Λn¯¯¯¯¯¯→d¯¯¯π+ and H-dibaryon →Λpπ−. No evidence for these bound states is observed. Upper limits are determined at 99% confidence level for a wide range of lifetimes and for the full range of branching ratios. The results are compared to thermal, coalescence and hybrid UrQMD model expectations, which describe correctly the production of other loosely bound states, like the deuteron and the hypertriton.
Future FAIR experiments have to deal with very high input rates, large track multiplicities, make full event reconstruction and selection on-line on a large dedicated computer farm equipped with heterogeneous many-core CPU/GPU compute nodes. To develop efficient and fast algorithms, which are optimized for parallel computations, is a challenge for the groups of experts dealing with the HPC computing. Here we present and discuss the status and perspectives of the data reconstruction and physics analysis software of one of the future FAIR experiments, namely, the CBM experiment.
The dynamics of strange pseudoscalar and vector mesons in hot and dense nuclear matter is studied within a chiral unitary framework in coupled channels. Our results set up the starting point for implementations in microscopic transport approaches of heavy-ion collisions, particularly at the conditions of the forthcoming experiments at GSI/FAIR and NICA-Dubna. In the K̄ N sector we focus on the calculation of (off-shell) transition rates for the most relevant binary reactions involved in strangeness production close to threshold energies, with special attention to the excitation of sub-threshold hyperon resonances and isospin effects (e.g. K̄ p vs K̄ n). We also give an overview of recent theoretical developments regarding the dynamics of strange vector mesons (K*, K̄* and ϕ) in the nuclear medium, in connection with experimental activity from heavy-ion collisions and nuclear production reactions. We emphasize the role of hadronic decay modes and the excitation of hyperon resonances as the driving mechanisms modifying the properties of vector mesons.
We present an overview on the resonance dynamics within the microscopic parton-hadron-string dynamics (PHSD) approach which incorporates explicit partonic degrees-of-freedom in terms of strongly interacting quasiparticles (quarks and gluons) in line with an equation-of-state from lattice QCD as well as the dynamical hadronization and hadronic collision dynamics in the final reaction phase. We discuss how the vector meson resonances can be used as a probe of the in-medium effects and demostrate that the low mass dilepton spectra show visible in-medium effects from dynamical vector-meson spectral functions from SIS to SPS energies whereas at RHIC and LHC energies such medium effects become more moderate. We show also that the intermediate mass spectra are dominated by the radiation from the partonic degrees of freedom at RHIC and LHC energies.
The transition to a future electricity system based primarily on wind and solar PV is examined for all regions in the contiguous US. We present optimized pathways for the build-up of wind and solar power for least backup energy needs as well as for least cost obtained with a simplified, lightweight model based on long-term high resolution weather-determined generation data. In the absence of storage, the pathway which achieves the best match of generation and load, thus resulting in the least backup energy requirements, generally favors a combination of both technologies, with a wind/solar PV (photovoltaics) energy mix of about 80/20 in a fully renewable scenario. The least cost development is seen to start with 100% of the technology with the lowest average generation costs first, but with increasing renewable installations, economically unfavorable excess generation pushes it toward the minimal backup pathway. Surplus generation and the entailed costs can be reduced significantly by combining wind and solar power, and/or absorbing excess generation, for example with storage or transmission, or by coupling the electricity system to other energy sectors.
We have studied the transverse-momentum (pT) dependence of the inclusive J/ψ production in p-Pb collisions at sNN−−−√=5.02 TeV, in three center-of-mass rapidity (ycms) regions, down to zero pT. Results in the forward and backward rapidity ranges (2.03<ycms<3.53 and −4.46<ycms<−2.96) are obtained by studying the J/ψ decay to μ+μ−, while the mid-rapidity region (−1.37<ycms<0.43) is investigated by measuring the e+e− decay channel. The pT dependence of the J/ψ production cross section and nuclear modification factor are presented for each of the rapidity intervals, as well as the J/ψ mean pT values. Forward and mid-rapidity results show a suppression of the J/ψ yield, with respect to pp collisions, which decreases with increasing pT. At backward rapidity no significant J/ψ suppression is observed. Theoretical models including a combination of cold nuclear matter effects such as shadowing and partonic energy loss, are in fair agreement with the data, except at forward rapidity and low transverse momentum. The implications of the p-Pb results for the evaluation of cold nuclear matter effects on J/ψ production in Pb-Pb collisions are also discussed.
We have studied the transverse-momentum (pT) dependence of the inclusive J/ψ production in p-Pb collisions at sNN−−−√=5.02 TeV, in three center-of-mass rapidity (ycms) regions, down to zero pT. Results in the forward and backward rapidity ranges (2.03<ycms<3.53 and −4.46<ycms<−2.96) are obtained by studying the J/ψ decay to μ+μ−, while the mid-rapidity region (−1.37<ycms<0.43) is investigated by measuring the e+e− decay channel. The pT dependence of the J/ψ production cross section and nuclear modification factor are presented for each of the rapidity intervals, as well as the J/ψ mean pT values. Forward and mid-rapidity results show a suppression of the J/ψ yield, with respect to pp collisions, which decreases with increasing pT. At backward rapidity no significant J/ψ suppression is observed. Theoretical models including a combination of cold nuclear matter effects such as shadowing and partonic energy loss, are in fair agreement with the data, except at forward rapidity and low transverse momentum. The implications of the p-Pb results for the evaluation of cold nuclear matter effects on J/ψ production in Pb-Pb collisions are also discussed.
We analysed our experimental recent findings of the dipole response of the odd-mass stable nucleus 205Tl within the quasi-particle phonon model. Using the phonon basis constructed for the neighbouring 204Hg and wave function configurations for 205Tl consisting of a mixture of quasiparticle ⊗ N-phonon configurations (N=0,1,2), only one group of fragmented dipole excited states has been reproduced at 5.5 MeV in comparison to the experimental distribution which shows a second group at about 5 MeV. The computed dipole transition strengths are mainly of E1 character which could be associated to the pygmy dipole resonance.
The pseudorapidity (η) and transverse-momentum (pT) distributions of charged particles produced in proton–proton collisions are measured at the centre-of-mass energy √s=13 TeV. The pseudorapidity distribution in |η|<1.8 is reported for inelastic events and for events with at least one charged particle in |η|<1. The pseudorapidity density of charged particles produced in the pseudorapidity region |η|<0.5 is 5.31±0.18 and 6.46±0.19 for the two event classes, respectively. The transverse-momentum distribution of charged particles is measured in the range 0.15<pT<20 GeV/c and |η|<0.8 for events with at least one charged particle in |η|<1. The evolution of the transverse momentum spectra of charged particles is also investigated as a function of event multiplicity. The results are compared with calculations from PYTHIA and EPOS Monte Carlo generators.
The pseudorapidity (η) and transverse-momentum (pT) distributions of charged particles produced in proton-proton collisions are measured at the centre-of-mass energy s√ = 13 TeV. The pseudorapidity distribution in |η|< 1.8 is reported for inelastic events and for events with at least one charged particle in |η|< 1. The pseudorapidity density of charged particles produced in the pseudorapidity region |η|< 0.5 is 5.31 ± 0.18 and 6.46 ± 0.19 for the two event classes, respectively. The transverse-momentum distribution of charged particles is measured in the range 0.15 < pT < 20 GeV/c and |η|< 0.8 for events with at least one charged particle in |η|< 1. The correlation between transverse momentum and particle multiplicity is also investigated by studying the evolution of the spectra with event multiplicity. The results are compared with calculations from PYTHIA and EPOS Monte Carlo generators.
The production of (anti-)deuteron and (anti-)3He nuclei in Pb-Pb collisions at sNN−−−√ = 2.76 TeV has been studied using the ALICE detector at the LHC. The spectra exhibit a significant hardening with increasing centrality. Combined blast-wave fits of several particles support the interpretation that this behavior is caused by an increase of radial flow. The integrated particle yields are discussed in the context of coalescence and thermal-statistical model expectations. The particle ratios, 3He/d and 3He/p, in Pb-Pb collisions are found to be in agreement with a common chemical freeze-out temperature of Tchem≈156 MeV. These ratios do not vary with centrality which is in agreement with the thermal-statistical model. In a coalescence approach, it excludes models in which nucleus production is proportional to the particle multiplicity and favors those in which it is proportional to the particle density instead. In addition, the observation of 31 anti-tritons in Pb-Pb collisions is reported. For comparison, the deuteron spectrum in pp collisions at s√=7 TeV is also presented. While the p/π ratio is similar in pp and Pb-Pb collisions, the d/p ratio in pp collisions is found to be lower by a factor of 2.2 than in Pb-Pb collisions.
The production of (anti-)deuteron and (anti-)3He nuclei in Pb-Pb collisions at sNN−−−√ = 2.76 TeV has been studied using the ALICE detector at the LHC. The spectra exhibit a significant hardening with increasing centrality. Combined blast-wave fits of several particles support the interpretation that this behavior is caused by an increase of radial flow. The integrated particle yields are discussed in the context of coalescence and thermal-statistical model expectations. The particle ratios, 3He/d and 3He/p, in Pb-Pb collisions are found to be in agreement with a common chemical freeze-out temperature of Tchem≈156 MeV. These ratios do not vary with centrality which is in agreement with the thermal-statistical model. In a coalescence approach, it excludes models in which nucleus production is proportional to the particle multiplicity and favors those in which it is proportional to the particle density instead. In addition, the observation of 31 anti-tritons in Pb-Pb collisions is reported. For comparison, the deuteron spectrum in pp collisions at s√=7 TeV is also presented. While the p/π ratio is similar in pp and Pb-Pb collisions, the d/p ratio in pp collisions is found to be lower by a factor of 2.2 than in Pb-Pb collisions.
We report on the production of inclusive Υ (1S) and Υ (2S) in p–Pb collisions at √sNN = 5.02 TeV at the LHC. The measurement is performed with the ALICE detector at backward (−4.46 < ycms < −2.96) and forward (2.03 .< ycms < 3.53) rapidity down to zero transverse momentum. The production cross sections of the Υ (1S) and Υ (2S) are presented, as well as the nuclear modification factor and the ratio of the forward to backward yields of Υ (1S). A suppression of the inclusive Υ (1S) yield in p–Pb collisions with respect to the yield from pp collisions scaled by the number of binary nucleon–nucleon collisions is observed at forward rapidity but not at backward rapidity. The results are compared to theoretical model calculations including nuclear shadowing or partonic energy loss effect.
The measurement of the mass differences for systems bound by the strong force has reached a very high precision with protons and anti-protons1,2. The extension of such measurement from (anti-)baryons to (anti-)nuclei allows one to probe any difference in the interactions between nucleons and anti-nucleons encoded in the (anti-)nuclei masses. This force is a remnant of the underlying strong interaction among quarks and gluons and can be described by effective theories3, but cannot yet be directly derived from quantum chromodynamics. Here we report a measurement of the difference between the ratios of the mass and charge of deuterons (d) and anti-deuterons (), and 3He and nuclei carried out with the ALICE (A Large Ion Collider Experiment)4 detector in Pb–Pb collisions at a centre-of-mass energy per nucleon pair of 2.76 TeV. Our direct measurement of the mass-over-charge differences confirms CPT invariance to an unprecedented precision in the sector of light nuclei5,6. This fundamental symmetry of nature, which exchanges particles with anti-particles, implies that all physics laws are the same under the simultaneous reversal of charge(s) (charge conjugation C), reflection of spatial coordinates (parity transformation P) and time inversion (T).
The measurement of the mass differences for systems bound by the strong force has reached a very high precision with protons and anti-protons. The extension of such measurement from (anti-)baryons to (anti-)nuclei allows one to probe any difference in the interactions between nucleons and anti-nucleons encoded in the (anti-)nuclei masses. This force is a remnant of the underlying strong interaction among quarks and gluons and can be described by effective theories, but cannot yet be directly derived from quantum chromodynamics. Here we report a measurement of the difference between the ratios of the mass and charge of deuterons and anti-deuterons, and 3He and 3He¯¯¯¯¯¯ nuclei carried out with the ALICE (A Large Ion Collider Experiment) detector in Pb-Pb collisions at a centre-of-mass energy per nucleon pair of 2.76 TeV. Our direct measurement of the mass-over-charge differences confirm CPT invariance to an unprecedented precision in the sector of light nuclei. This fundamental symmetry of nature, which exchanges particles with anti-particles, implies that all physics laws are the same under the simultaneous reversal of charge(s) (charge conjugation C), reflection of spatial coordinates (parity transformation P) and time inversion (T).
An overview is given on the experimental study of physics with relativistic heavy-ion collisions, with emphasis on recent measurements at the Large Hadron Collider (LHC) and the Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC). The focus here is laid on p–Pb collisions at the LHC and the corresponding d–Au measurements at RHIC. The topics touched are “collectivity and approach to equilibrium”, “high pT and jets”, “heavy flavour and electroweak bosons” and “search for exotic objects”.
Recent STAR data for the directed flow of protons, antiprotons and charged pions obtained within the beam energy scan program are analyzed within the Parton-Hadron-String-Dynamics (PHSD/HSD) transport models. Both versions of the kinetic approach are used to clarify the role of partonic degrees of freedom. The PHSD results, simulating a partonic phase and its coexistence with a hadronic one, are roughly consistent with the STAR data. Generally, the semi-qualitative agreement between the measured data and model results supports the idea of a crossover type of quark-hadron transition which softens the nuclear EoS but shows no indication of a first-order phase transition. Furthermore, the directed flow of kaons and antikaons is evaluated in the PHSD/HSD approachesfrom √sNN ≈ 3 - 200 GeV which shows a high sensitivity to hadronic potentials in the FAIR/NICA energy regime √sNN ≤ 8 GeV.
Partial wave analysis of the reaction p(3.5 GeV) + p → pK +Λ to search for the "ppK−" bound state
(2015)
Employing the Bonn–Gatchina partial wave analysis framework (PWA), we have analyzed HADES data of the reaction p(3.5 GeV) + p → pK +Λ. This reaction might contain information about the kaonic cluster “ppK −” (with quantum numbers J P = 0− and total isospin I = 1/2) via its decay into pΛ. Due to interference effects in our coherent description of the data, a hypothetical KNN (or, specifically “ppK −”) cluster signal need not necessarily show up as a pronounced feature (e.g. a peak) in an invariant mass spectrum like pΛ. Our PWA analysis includes a variety of resonant and non-resonant intermediate states and delivers a good description of our data (various angular distributions and two-hadron invariant mass spectra) without a contribution of a KNN cluster. At a confidence level of CLs = 95% such a cluster cannot contribute more than 2–12% to the total cross section with a pK +Λ final state, which translates into a production cross-section between 0.7 μb and 4.2 μb, respectively. The range of the upper limit depends on the assumed cluster mass, width and production process.
p-process nucleosynthesis via proton-capture reactions in thermonuclear supernovae explosions
(2015)
Model calculations within the framework of the so-called γ process show an underproduction of the p nucleus with the highest isotopic abundace 92Mo. This discrepancy can be narrowed by taking into account the alternative production site of a type Ia supernova explosion. Here, the nucleus 92Mo can be produced by a sequence of proton-capture reactions. The amount of 92Mo nuclei produced via this reaction chain is most sensitive to the reactions 90Zr(p,γ) and 91Nb(p,γ). Both rates have to be investigated experimentally to study the impact of this nucleosynthesis aspect on the long-standing 92Mo-problem. We have already measured the proton-capture reaction on 90Zr using high-resolution in-beam γ-ray spectroscopy. In this contribution, we will present our preliminary results of the total cross sections as well as the partial cross sections. Furthermore, we plan to measure the 91Nb(p,γ) reaction soon. Due to the radioactive target material, the 91Nb nuclei have to be produced prior to the experiment. The current status of this production will be presented in this contribution.
Im Laufe dieser Bachelor-Arbeit wurden verschiedene GEM-Anordnungen systematisch auf ihr IBF-Verhalten hin untersucht. Neben der Reproduktion zuvor durchgeführter Messungen wurden auch neue GEM-Kombinationen getestet. Insbesondere lag der Fokus darauf, eine Verbesserung des IBFs gegenüber des Baseline-Setups zu erzielen. Dabei kamen neben der bisher verwendeten S und LP Folien auch SP Folien zum Einsatz. Die Messungen brachten jedoch kein Ergebnis hervor, welches als Verbesserung gegenüber der Ausgangslage angesehen werden könnte. Da mit SP GEMs zuvor wenig gearbeitet wurde, war es unter anderem ein Ziel, zu untersuchen, wie sich die Verwendung dieser GEMs auf den IBF auswirkt. Insbesondere war die Frage zu klären, ob durch ihre Verwendung der IBF des Baseline-Setups
verbessert werden kann. Zum besseren Verständnis wurde ebenfalls eine Variante, S-S-LPS, untersucht. Für dieses Setup konnte durch die Verwendung einer SP Folie auf Position 4 eine Verbesserung des IBF bewirkt werden, für das Baseline-Setup jedoch nicht. Ein wesentliches Ergebnis dieser Bachelor-Arbeit war, dass das Alignment der GEMs, entgegen bisheriger Annahmen, eine große praktische Relevanz hat. Die relative Orientierung zweier aufeinander folgender GEMs gleichen Lochabstands zueinander hat einen großen Ein
uss auf die lokale Ionentransmission. Eine genauere Untersuchung hat ergeben, dass man dem entgegenwirken kann, indem man aufeinander folgende GEMs um 90° gedreht einbaut. Aufgrund der Geometrie der Folien verhindert man dadurch, dass sich die Löcher zweier Folien direkt ßber- bzw. untereinander anordnen. Ein solcher Aufbau konnte durch eine geringfügige Modifikation der Testkammer erreicht werden.
Mit diesem veränderten Aufbau wäre es nun das Ziel gewesen, alle bisherigen Messungen zu wiederholen und auf Reproduzierbarkeit hin zu überprüfen. Die Wiederholung einer Messreihe mit um 90° gedrehten GEMs hat im Rahmen der Fehlertoleranzen reproduzierbare
Ergebnisse geliefert. Aus zeitlichen Gründen war es jedoch im Rahmen dieserArbeit nicht möglich, eine vollständige Wiederholung aller Messungen durchzuführen. Dies wurde zu einem späteren Zeitpunkt von anderen Personen getan.