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"Antiflow" of antiprotons in heavy ion collisions (1994)

André Jahns Christian Spieles Heinz Sorge Horst Stöcker Walter Greiner

In the framework of the relativistic quantum dynamics approach we investigate antiproton observables in Au-Au collisions at 10.7A GeV. The rapidity dependence of the in-plane directed transverse momentum p(y) of p's shows the opposite sigh of the nucleon flow, which has indeed recently been discovered at 10.7A GeV by the E877 group. The "antiflow" of p's is also predicted at 2A GeV and at 160 A GeV and appears at all energies also for pi's and K's. These predicted p anticorrelations are a direct proof of strong p annihilation in massive heavy ion reactions.

"Da lernt die Theorie laufen ..." - Reflexion und Ergebnisse einer problem- und handlungsorientierten Seminarreihe in der Physiklehrerausbildung (2004)

Friederike Korneck

Die Reform der Lehrerausbildung spielt in der aktuellen bildungspolitischen Diskussion eine wichtige Rolle. In der Auseinandersetzung um fachdidaktische Ausbildungsstandards und Kerncurricula werden von den Studierenden, neben fachlichen Fähigkeiten, Reflexions-, Kommunikations- und unterrichtsbezogene Handlungskompetenzen gefordert. In der Physik-lehrerausbildung der universitären Phase müssen Lernumgebungen zur Schulung dieser Kom-petenzen häufig erst noch geschaffen werden. Aus diesem Grund wird seit dem Wintersemester 2002/03 der Universität Frankfurt/M. eine Seminarreihe mit dem Charakter einer Lernwerkstatt angeboten, in der die Studierenden selbstorganisiert Unterrichtsmaterialien entwickeln. Von den Zielen, der Durchführung und den Ergebnissen dieses Projekts wird berichtet und ein Seminarkonzept in Kombination mit den schulpraktischen Studien vorgestellt.

"Interatomic Coulombic Decay" : experimentelle Untersuchung eines neuartigen, interatomaren Abregungsmechanismus (2005)

Till Jahnke

Mit der vorliegenden Arbeit ist der eindeutige experimentelle Nachweis für die Existenz eines 1997 [Ced97] vorhergesagten, neuartigen Zerfallskanals für Van-der-Waals-gebundene Systeme erbracht worden. Die Untersuchungen wurden an einem Neondimer durchgeführt. Erzeugt man in einem Atom dieses Dimers durch Synchrotronstrahlung eine 2s-Vakanz, so wird diese durch ein 2p-Elektron aufgefüllt. Die hierbei freiwerdende Energie wird an das zweite Atom des Dimers in Form eines virtuellen Photons übertragen und löst dort ein Elektron aus einer äußeren Schale. Untersucht wurde dieser Zerfall namens „Interatomic Coulombic Decay” (ICD) durch Koinzidenzimpulsspektroskopie (COLTRIMS) [Doe00, Ull03, Jah04b]. Der Nachweis der Existenz des Effekts erfolgte dadurch, dass die Summe der Energien der Photofragmente - und im Speziellen des ICD-Elektrons und der beiden im Zerfall entstehenden Ne+-Ionen - eine Konstante ist. Durch die koinzidente Messung der Impulse, der im Zerfall entstehenden Teilchen, konnte hierdurch ICD eindeutig identifiziert werden. Die Übereinstimmung der gemessenen Energiespektren mit aktuellen theoretischen Vorhersagen [Sche04b, Jah04c] ist exzellent. Dadurch, dass das Dimer nach dem IC-Zerfall in einer Coulomb-Explosion fragmentiert, konnten des Weiteren Untersuchungen, wie sie in den letzten Jahren an einfachen Molekülen durchgeführt wurden [Web01, Lan02, Jah02, Web03b, Osi03b, Jah04a], auch am Neondimer erfolgen: Durch die Messung der Ausbreitungsrichtung der ionischen Fragmente des Dimers nach der Coulomb-Explosion wird die räumliche Ausrichtung des Dimers zum Zeitpunkt der Photoionisation bestimmt. Die gemessenen Impulse der emittierten Elektronen können dadurch im Bezug zur Dimerachse dargestellt werden. In dieser Arbeit wurden somit Messungen der Winkelverteilung der 2s-Photoelektronen und des ICD-Elektrons im laborfesten und auch dimerfesten Bezugssystem vorgestellt und mit vorhandenen theoretischen Vorhersagen verglichen. Die Winkelverteilung des Photoelektrons ähnelt stark der Verteilung, die man nach der Photoionisation eines einzelnen Neonatoms erhält und hat somit fast reinen Dipolcharakter. Die Präsenz des zweiten Atoms des Dimers verursacht nur leichte Modulationen, so dass auch die Änderung der Ausrichtung der Dimerachse im Bezug zur Polarisationsrichtung des linear polarisierten Lichtes nur geringe Auswirkungen hat. Durch die koinzidente Messung aller vier nach der Photoionisation entstehenden Teilchen konnte außerdem ein weiterer Doppelionisationsmechanismus des Dimers nachgewiesen werden: Ähnlich wie in einzelnen Atomen [Sam90] gibt es auch in Clustern den TS1-Prozess. Hierbei wird ein 2p-Elektron aus dem einen Atom des Dimers herausgelöst. Es streut dann an einem 2p-Elektron des anderen Atoms, das hierdurch ionisiert wird. Diese etwas andere Form des TS1 im Cluster ist also genau wie ICD ein interatomarer Vorgang. Die Summe der Energien der beiden, in diesem Prozess entstehenden Elektronen hat einen festen Wert von h... − 2 · IP(2p) − KER = 12 eV, so dass dieser Prozess hierdurch im Experiment gefunden werden konnte. Die gemessenen Zwischenwinkel zwischen den beiden Elektronen zeigen des Weiteren genau die für zwei sich abstoßende Teilchen typische Verteilung einer Gauss-Kurve mit einem Maximum bei 180 Grad. Da im Falle von interatomarem TS1 die Potentialkurve der Coulomb-Explosion direkt aus dem Grundzustand populiert wird, konnte im Rahmen der „Reflexion Approximation” die Wahrscheinlichkeitsverteilung der Abstände der beiden Dimeratome experimentell visualisiert werden. Das Betragsquadrat des Kernanteils der Dimergrundzustandswellenfunktion wurde somit direkt vermessen. Die Messungen wurden bei drei verschiedenen Photonenenergien durchgeführt, um die Ergebnisse weiter abzusichern und robuster gegen eventuelle systematische Fehler zu machen. Da kein isotopenreines Neongas im Experiment eingesetzt wurde, konnten genauso Ionisations- und ICD-Ereignisse von isotopischen Dimeren (20Ne22Ne) beobachtet und ausgewertet werden. Die gemessenen Spektren sind innerhalb der Messtoleranzen identisch zu denen für 20Ne2.

"Pressure equilibration" in ultrarelativistic heavy ion collisions (1997)

Jörg Brachmann Adrian Dumitru Christian Spieles Joachim A. Maruhn Horst Stöcker Walter Greiner

We study the time scale for pressure equilibration in heavy ion collisions at AGS energies within the three-fluid hydrodynamical model and a microscopic cascade model (UrQMD). We find that kinetic equilibrium is reached in both models after a time of 5 fm/c (center-of-mass time). Thus, observables which are sensitive to the early stage of the reaction differ considerably from the expectations within the instant thermalization scenario (one-fluid hydrodynamical model).

"Soft'' transverse expansion and flow in a multi-fluid model without phase transition (1997)

Jörg Brachmann Adrian Dumitru Marcus Bleicher Joachim A. Maruhn Horst Stöcker Walter Greiner

Abstract: We study transverse expansion and directed flow in Au(11AGeV)Au reactions within a multi-fluid dynamical model. Although we do not employ an equation of state (EoS) with a first order phase transition, we find a slow increase of the transverse velocities of the nucleons with time. A similar behaviour can be observed for the directed nucleon flow. This is due to non-equilibrium e ects which also lead to less and slower conversion of longitudinal into transverse momentum. We also show that the proton rapidity distribution at CERN energies, as calculated within this model, agrees well with the preliminary NA44-data.

(Oscillating) non-exponential decays of unstable states (2012)

Francesco Giacosa Giuseppe Pagliara

We discuss deviations from the exponential decay law which occur when going beyond the Breit- Wigner distribution for an unstable state. In particular, we concentrate on an oscillating behavior, remisiscent of the Rabi-oscillations, in the short-time region. We propose that these oscillations can explain the socalled GSI anomaly, which measured superimposed oscillations on top of the exponential law for hydrogen-like nuclides decaying via electron-capture. Moreover, we discuss the possibility that the deviations from the Breit-Wigner in the case of the GSI anomaly are (predominantely) caused by the interaction of the unstable state with the measurement apparatus. The consequences of this scenario, such as the non-observation of oscillations in an analogous experiment perfromed at Berkley, are investigated.

(Strange) meson interferometry at RHIC (2002)

Sven Soff Steffen A. Bass David H. Hardtke Sergey Y. Panitkin

We make predictions for the kaon interferometry measurements in Au+Au collisions at the Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC). A first order phase transition from a thermalized Quark-Gluon-Plasma (QGP) to a gas of hadrons is assumed for the transport calculations. The fraction of kaons that are directly emitted from the phase boundary is considerably enhanced at large transverse momenta K T ~ 1 GeV/c. In this kinematic region, the sensitivity of the R out/R side ratio to the QGP-properties is enlarged. Here, the results of the 1-dimensional correlation analysis are presented. The extracted interferometry radii, depending on K-Theta, are not unusually large and are strongly affected by momentum resolution effects.

11 262 keV 1+ state in 20Ne (1983)

U. E. P. Berg K. Ackermann K. Bangert Reinhard Stock K. Wienhard

The excitation energy of the lowest 1+, T=1 state in 20Ne, which is important for parity nonconservation studies, has been determined in a photon scattering experiment to be 11 262.3 ± 1.9 keV. Values for the gamma -ray branching of this level to the ground state and to the first 2+ level in 20Ne are 84 ± 5% and 16 ± 5%, respectively. NUCLEAR REACTIONS 20Ne( gamma , gamma ), E gamma <18 MeV, bremsstrahlung; measured E gamma , gamma branching. Ne natural targets.

12C emission from 114Ba and nuclear properties (1995)

Dorin N. Poenaru Walter Greiner E. Hourani

We investigate the influence of nuclear masses, radii, and interaction potentials on 12C radioactivity of 114the best representative of a new island of cluster emitters leading to daughter nuclei around the doubly magic 100Sn. Three different models are considered: one derived by Blendowske, Fliessbach, and Walliser (BFW) from the many-body theory of alpha decay, as well as our analytical (ASAF) and numerical (NuSAF) superasymmetric fission models. A Q value larger by 1 MeV or an ASAF potential barrier reduced by 3% are producing a half-life shorter by 2 orders of magnitude. A similar effect can be obtained within BFW and NuSAF by a decrease of the action integral with less than 10% and 5%, respectively. By increasing the radius constant within ASAF or BFW models by 10%, the half-life becomes shorter by 3 orders of magnitude.

16O( gamma ,p) 15N reaction with linearly polarized photons (1981)

K. Wienhard R. K. M. Schneider K. Ackermann K. Bangert U. E. P. Berg Reinhard Stock

The 16O ( gamma ,p0) reaction has been studied with linearly polarized bremsstrahlung photons in and below the giant E1 resonance. The parity of the absorbed radiation was determined from the observed azimuthal asymmetry of the emitted protons. Combined with unpolarized measurements the polarized results determine the proton decay amplitudes of the M1 resonance at Ex=16.2 MeV in 16O. The shape of the unpolarized 16O ( gamma ,p3) angular distribution in the giant E1 resonance was derived from the measured analyzing power. NUCLEAR REACTIONS 16O( gamma ,p), E=15-25 MeV; measured analyzing power theta =90° linearly polarized bremsstrahlung; 16O dipole levels deduced pi ; 16.2 MeV 1+ resonance deduced p0 decay amplitudes; 16O GEDR deduced p3 angular distribution.

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