Refine
Year of publication
- 2020 (274) (remove)
Document Type
- Article (155)
- Preprint (88)
- Doctoral Thesis (20)
- Bachelor Thesis (3)
- Book (3)
- Contribution to a Periodical (3)
- Conference Proceeding (1)
- Master's Thesis (1)
Has Fulltext
- yes (274)
Is part of the Bibliography
- no (274)
Keywords
- Hadron-Hadron scattering (experiments) (6)
- Heavy Ion Experiments (4)
- Heavy-ion collision (3)
- ALICE (2)
- Particle and resonance production (2)
- Shear viscosity (2)
- dark energy (2)
- heavy-ion collisions (2)
- inflation (2)
- 3D printing (1)
Institute
- Physik (274) (remove)
The study of (anti-)deuteron production in pp collisions has proven to be a powerful tool to investigate the formation mechanism of loosely bound states in high-energy hadronic collisions. In this paper the production of (anti-)deuterons is studied as a function of the charged particle multiplicity in inelastic pp collisions at s√=13 TeV using the ALICE experiment. Thanks to the large number of accumulated minimum bias events, it has been possible to measure (anti-)deuteron production in pp collisions up to the same charged particle multiplicity (dNch/dη∼26) as measured in p–Pb collisions at similar centre-of-mass energies. Within the uncertainties, the deuteron yield in pp collisions resembles the one in p–Pb interactions, suggesting a common formation mechanism behind the production of light nuclei in hadronic interactions. In this context the measurements are compared with the expectations of coalescence and statistical hadronisation models (SHM).
The study of (anti-)deuteron production in pp collisions has proven to be a powerful tool to investigate the formation mechanism of loosely bound states in high energy hadronic collisions. In this paper the production of (anti-)deuterons is studied as a function of the charged particle multiplicity in inelastic pp collisions at s√=13 TeV using the ALICE experiment. Thanks to the large accumulated integrated luminosity, it has been possible to measure (anti-)deuteron production in pp collisions up to the same charged particle multiplicity (dNch/dη∼26) as measured in p-Pb collisions at similar centre-of-mass energies. Within the uncertainties, the deuteron yield in pp collisions resembles the one in p-Pb interactions, suggesting a common formation mechanism behind the production of light nuclei in hadronic interactions. In this context the measurements are compared with the expectations of coalescence and Statistical Hadronisation Models (SHM).
A new method of event characterization based on Deep Learning is presented. The PointNet models can be used for fast, online event-by-event impact parameter determination at the CBM experiment. For this study, UrQMD and the CBM detector simulation are used to generate Au+Au collision events at 10 AGeV which are then used to train and evaluate PointNet based architectures. The models can be trained on features like the hit position of particles in the CBM detector planes, tracks reconstructed from the hits or combinations thereof. The Deep Learning models reconstruct impact parameters from 2-14 fm with a mean error varying from -0.33 to 0.22 fm. For impact parameters in the range of 5-14 fm, a model which uses the combination of hit and track information of particles has a relative precision of 4-9% and a mean error of -0.33 to 0.13 fm. In the same range of impact parameters, a model with only track information has a relative precision of 4-10% and a mean error of -0.18 to 0.22 fm. This new method of event-classification is shown to be more accurate and less model dependent than conventional methods and can utilize the performance boost of modern GPU processor units.
One of the big challenges for nuclear physics today is to understand, starting from first principles, the effective interaction between hadrons with different quark content. First successes have been achieved utilizing techniques to solve the dynamics of quarks and gluons on discrete space-time lattices. Experimentally, the dynamics of the strong interaction have been studied by scattering hadrons off each other. Such scattering experiments are difficult or impossible for unstable hadrons and hence, high quality measurements exist only for hadrons containing up and down quarks. In this work, we demonstrate that measuring correlations in the momentum space between hadron pairs produced in ultrarelativistic proton–proton collisions at the CERN LHC provides a precise method to obtain the missing information on the interaction dynamics between any pair of unstable hadrons. Specifically, we discuss the case of the interaction of baryons containing strange quarks (hyperons). We demonstrate for the first time how, using precision measurements of p–Ω− correlations, the effect of the strong interaction for this hadron–hadron pair can be studied and compared with predictions from lattice calculations.
This paper explores the many interesting implications for oscillator design, with optimized phase-noise performance, deriving from a newly proposed model based on the concept of oscillator conjugacy. For the case of 2-D (planar) oscillators, the model prominently predicts that only circuits producing a perfectly symmetric steady-state can have zero amplitude-to-phase (AM-PM) noise conversion, a so-called zero-state. Simulations on standard industry oscillator circuits verify all model predictions and, however, also show that these circuit classes cannot attain zero-states except in special limit-cases which are not practically relevant. Guided by the newly acquired design rules, we describe the synthesis of a novel 2-D reduced-order LC oscillator circuit which achieves several zero-states while operating at realistic output power levels. The potential future application of this developed theoretical framework for implementation of numerical algorithms aimed at optimizing oscillator phase-noise performance is briefly discussed.
Accurate measurement of the standard 235U(n,f) cross section from thermal to 170 keV neutron energy
(2020)
An accurate measurement of the 235U(n,f) cross section from thermal to 170 keV of neutron energy has recently been performed at n_TOF facility at CERN using 6Li(n,t)4He and 10B(n,α)7Li as references. This measurement has been carried out in order to investigate a possible overestimation of the 235U fission cross section evaluation provided by most recent libraries between 10 and 30 keV. A custom experimental apparatus based on in-beam silicon detectors has been used, and a Monte Carlo simulation in GEANT4 has been employed to characterize the setup and calculate detectors efficiency. The results evidenced the presence of an overestimation in the interval between 9 and 18 keV and the new data may be used to decrease the uncertainty of 235U(n,f) cross section in the keV region.
We report an amplitude analysis and branching fraction measurement of D+s→K+K−π+ decay using a data sample of 3.19 fb−1 recorded with BESIII detector at a center-of-mass energy of 4.178 GeV.
We perform a model-independent partial wave analysis in the low K+K− mass region to determine the K+K− S-wave lineshape, followed by an amplitude analysis of our very pure high-statistics sample.
The amplitude analysis provides an accurate determination of the detection efficiency allowing us to measure the branching fraction B(D+s→K+K−π+)=(5.47±0.08stat±0.13sys)%.
We report an amplitude analysis and branching fraction measurement of D+s→K+K−π+ decay using a data sample of 3.19 fb−1 recorded with BESIII detector at a center-of-mass energy of 4.178 GeV.
We perform a model-independent partial wave analysis in the low K+K− mass region to determine the K+K− S-wave lineshape, followed by an amplitude analysis of our very pure high-statistics sample.
The amplitude analysis provides an accurate determination of the detection efficiency allowing us to measure the branching fraction B(D+s→K+K−π+)=(5.47±0.08stat±0.13sys)%.
We report an amplitude analysis and branching fraction measurement of D+s→K+K−π+ decay using a data sample of 3.19 fb−1 recorded with BESIII detector at a center-of-mass energy of 4.178 GeV.
We perform a model-independent partial wave analysis in the low K+K− mass region to determine the K+K− S-wave lineshape,
followed by an amplitude analysis of our very pure high-statistics sample.
The amplitude analysis provides an accurate determination of the detection efficiency allowing us to measure the branching fraction B(D+s→K+K−π+)=(5.47±0.08stat±0.13sys)%.
Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein Reaktionsmikroskop (REMI) nach dem Messprinzip COLTRIMS (Cold Target Recoil Ion Momentum Spectrometry) neu konstruiert und aufgebaut. Die Leistungsfähigkeit des Experimentaufbaus konnte sowohl in diversen Testreihen als auch anschließend unter realen Messbedingungen an der Synchrotronstrahlungsanlage SOLEIL und am endgültigen Bestimmungsort SQS-Instrument (Small Quantum Systems) des Freie-Elektronen-Lasers European XFEL (X-ray free-electron laser) eindrucksvoll unter Beweis gestellt werden.
Mit der Experimentiertechnik COLTRIMS ist es möglich, alle geladenen Fragmente einer Wechselwirkung eines Projektilteilchens mit einem Targetteilchen mittels zweier orts- und zeitauflösender Detektoren nachzuweisen. In einem Vakuumrezipienten wird die als Molekularstrahl präparierte Targetsubstanz inmitten der Hauptkammer zentral mit einem Projektilstrahl (z.B. des XFEL) zum Überlapp gebracht, sodass dort eine Wechselwirkung stattfinden kann. Bei den entstehenden Fragmenten handelt es sich um positiv geladene Ionen sowie negative geladene Elektronen. Elektrische Felder, erzeugt durch eine Spektrometer-Einheit, sowie durch Helmholtz-Spulen erzeugte magnetische Felder ermöglichen es, die geladenen Fragmente in Richtung der Detektoren zu lenken. Die Orts- und Zeitmessung eines einzelnen Teilchens (z.B. eines Ions) findet in Koinzidenz mit den anderen Teilchen (z.B. weiteren Ionen bzw. Elektronen) statt. Mit dieser Messmethode können die Impulsvektoren und Ladungszustände aller geladenen Fragmente in Koinzidenz gemessen werden. Da hierbei die geometrische Anordnung der einzelnen Komponenten für die Leistungsfähigkeit des Experiments eine entscheidende Rolle spielt, mussten bei der Neukonstruktion des COLTRIMS-Apparates für den Einsatz an einem Freie-Elektronen-Laser (FEL) einige Rahmenbedingungen erfüllt werden. Besonders wurden die hohen Vakuumvoraussetzungen an den Experimentaufbau aufgrund der enormen Lichtintensität eines FEL beachtet. Das Zusammenspiel der vielen Einzelkomponenten konnte zunächst in mehreren Testreihen überprüft werden. Unter anderem durch Variation der Vakuumbauteile in Material und Beschaffenheit konnten die zuvor ermittelten Vorgaben schließlich erreicht werden. Das neu konstruierte Target-Präparationssystem zur Erzeugung molekularer Gasstrahlen erlaubt nun den Einsatz von bis zu vier unterschiedlich dimensionierten, differentiell gepumpten Stufen. Zudem wurden hochpräzise Piezo-Aktuatoren verbaut, welche die Bewegung von Blenden im Vakuum erlauben, wodurch eine variable Einstellung des lokalen Targetdrucks ermöglicht wird. Die Anpassung der elektrischen Felder des Spektrometers für ein jeweiliges Experiment wurde mittels Simulationen der Teilchentrajektorien, Teilchenflugzeiten sowie der Detektorauflösung durchgeführt.
Da die in dieser Arbeit besprochenen Messungen und Ergebnisse die Wechselwirkungsprozesse von Röntgenstrahlung bzw. Synchrotronstrahlung mit Materie thematisieren, wird die Erzeugung von Synchrotronstrahlung sowohl in Kreisbeschleunigern als auch in den modernen Freie-Elektronen-Lasern (FEL) erklärt und hergeleitet. Der im Röntgenbereich arbeitende Freie-Elektronen-Laser European XFEL, welcher u.A. als Strahlungsquelle für die hier gezeigten Experimente diente, ist eine von derzeit noch wenigen Anlagen ihrer Art weltweit. Seine Lichtintensität in diesem Wellenlängenbereich liegt bis zu acht Größenordnungen über den bisher verwendeten Anlagen für Synchrotronstrahlung.
Beim ersten Einsatz der neuen Apparatur an der Synchrotronstrahlungsanlage SOLEIL wurde der ultraschnelle Dissoziationsprozess von Chlormethan (CH3Cl) untersucht. Während des Zerfallsprozesses nach Anregung durch Röntgenstrahlung werden hochenergetische Auger-Elektronen emittiert, welche in Koinzidenz mit verschiedenen Molekülfragmenten nachgewiesen wurden. Durch den Zerfallsmechanismus der ultraschnellen Dissoziation wird die Auger-Elektronenemission nach resonanter Molekülanregung während der Dissoziation des Moleküls beschrieben. Die kinetische Energie des Auger-Elektrons ist dabei abhängig von seinem Emissionszeitpunkt. Somit können die gemessenen Auger-Elektronen ein „Standbild“ der zeitlichen Abfolge des Dissoziationsprozesses liefern.
Es wird eine detaillierte Beschreibung der Datenanalyse vorgenommen, welche aus Kalibrationsmessungen und einer Interpretation der Messdaten besteht. Die abschließende Betrachtung besteht in der Darstellung der Elektronenemissionswinkelverteilungen im molekülfesten Koordinatensystem. Die Winkelverteilung der Auger-Elektronen wird am Anfang der Dissoziation vom umgebenden Molekül- potential beeinflusst und zeigt deutliche Strukturen entlang der Bindungsachse. Entfernen sich die Bindungspartner voneinander und das Auger-Elektron wird währenddessen emittiert, so verschwinden diese Strukturen zunehmend und eine Vorzugsemissionsrichtung senkrecht zur Molekülachse wird sichtbar.
Die Analyse der Messdaten zur Untersuchung von Multiphotonen-Ionisation an Sauerstoff-Molekülen am Freie-Elektronen-Laser European XFEL ermöglichte unter anderem die Beobachtung „hohler Moleküle“, also Systemen mit Doppelinnerschalen- Vakanzen. Solche Zustände können vor allem durch die sequentielle Absorption zweier Photonen entstehen, wobei die hierbei nötige Photonendichte nur von FEL- Anlagen bereit gestellt werden kann. Hier konnte das Ziel erreicht werden, erstmalig die Emissionswinkelverteilungen der Photoelektronen von mehrfach ionisierten Sauerstoff-Molekülen (O+/O3+-Aufbruchskanal) als Folge der ablaufenden Mechanismen femtosekundengenau zu beobachten. Hierzu wurde ein vereinfachtes Schema der verschiedenen Zerfallsschritte erstellt und schließlich ermittelt, dass der Zerfall durch eine PAPA-Sequenz beschrieben werden kann. Bei dieser handelt es sich um die zweimalige Abfolge von Photoionisation und Auger-Zerfall. Somit werden vier positive Ladungen im Molekül erzeugt. Das zweite Photon des XFEL wird dabei während der Dissoziation der sich Coulomb-abstoßenden Fragmente absorbiert, weshalb es sich um einen zweistufigen Prozess aus Anrege- und Abfrage- Schritt (Pump-Probe) handelt. Schlussendlich gelang zudem der Nachweis von Doppelinnerschalen-Vakanzen im Sauerstoff-Molekül nach Selektion des O2+/O2+- Aufbruchkanals. Hierfür konnten die beiden Möglichkeiten einer zweiseitigen oder einseitigen Doppelinnerschalen-Vakanz getrennt betrachtet werden und ebenfalls erstmalig das Verhalten der Elektronenemission dieser beiden Zustände verglichen werden.