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Eine neue Methode der Zeiteichung der HADES-Driftkammern
(2008)
- Das HADES-Experiment (High Acceptance DiElectron Spectrometer) am SIS der GSI wurde zur Messung der e+e−-Paare dileptonischer Zerfälle der leichten Vektormesonen im Energiebereich von 1 − 2 AGeV entwickelt. Eine der Hauptanforderungen an das Spurverfolgungssystem des Spektrometers ist eine Ortsauflösung von 100 μm, die benötigt wird, um die geforderte Massenauflösung von 1 % im Bereich der !-Masse zu erzielen. Das Spurverfolgungssystem besteht aus vier Ebenen mit Vieldrahtdriftkammern (Multi-wire Drift Chambers (MDCs)) niedriger Massenbelegung (low-mass), die aus je 6 Auslesedrahtebenen bestehen. Die primäre Messgröße von Driftkammern ist die Driftzeit der entlang einer Teilchenspur generierten Elektronen der Primärionisation zum Auslesedraht. Um die gemessene Driftzeit in eine Ortskoordinate umrechnen zu können, ist eine genaue Kenntnis der Ort-Zeit-Korrelation der Driftzellen und eine präzise Kalibrierung der gemessenen Zeiten nötig. Im Rahmen dieser Arbeit wurde eine neue Methode zur Bestimmung der Kalibrierungsparameter der Driftzeiten mittels der Einkoppelung eines externen elektrischen Pulses auf die Drahtebenen der Driftkammern entwickelt und mit der herkömmlichen Methode der Kalibrierung verglichen. Zur Kalibrierung wurden elektrische Pulse durch die Hochspannungsverteilung der Driftkammern auf die Potentialdrahtebenen geleitet und somit Signale auf die Signaldrähte induziert. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Signale auf den Drähten, die zur Berücksichtigung der Laufzeiten benötigt wird, wurde experimentell bestimmt. Die Genauigkeit der Methode zur Bestimmung der Kalibrierungsparameter übertrifft die Auflösung der Driftzeitmessung der Driftkammern. Die Kalibrierung der Driftzeiten benötigt nur wenig Rechen- und Zeitaufwand und stellt die Kalibrierungsparameter in gleich hoher Präzision für alle Driftzellen zur Verfügung. Die Qualität der Kalibrierung wird im Gegensatz zur herkömmlichen Methode prinzipbedingt nicht durch Fluktuationen der Startzeit des jeweiligen Stoßereignisses und die Flugzeit der dabei emittierten Teilchen zu den Driftzellen, sowie des elektronischen Rauschens beeinflusst. Die Qualität der Kalibrierung konnte gegenüber der herkömmlichen Methode signifikant verbessert werden. Die Auswirkung der Kalibrierungsparameter auf die Spurrekonstruktion wurde untersucht und für die beiden Kalibrierungsmethoden verglichen. Die Ergebnisse lassen keinen eindeutigen Schluss auf die Auswirkung der Fehler in der Kalibrierung auf die Qualität der Spurrekonstruktion zu, da die Ergebnisse der Spurrekonstruktion von anderen Effekten dominiert werden.
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The production of _j63 [eta] and _w63 [omega] mesons in 3.5 GeV p+p interaction in HADES
(2011)
- The study of meson production in proton-proton collisions in the energy range up to one GeV above the production threshold provides valuable information about the nature of the nucleon-nucleon interaction. Theoretical models describe the interaction between nucleons via the exchange of mesons. In such models, different mechanisms contribute to the production of the mesons in nucleon-nucleon collisions. The measurement of total and differential production cross sections provide information which can help in determining the magnitude of the various mechanisms. Moreover, such cross section information serves as an input to the transport calculations which describe e.g. the production of e+e− pairs in proton- and pion-induced reactions as well as in heavy ion collisions. In this thesis, the production of ω and η mesons in proton-proton collisions at 3.5 GeV beam energy was studied using the High Acceptance DiElectron Spectrometer (HADES) installed at the Schwerionensynchrotron (SIS 18) at the Helmholtzzenturm f¨ur Schwerionenforschung in Darmstadt. About 80 000 ω mesons and 35 000 η mesons were reconstructed. Total production cross sections of both mesons were determined. Furthermore, the collected statistics allowed for extracting angular distributions of both mesons as well as performing Dalitz plot studies. The ω and η mesons were reconstructed via their decay into three pions (π+π−π0) in the exclusive reaction pp −→ ppπ+π−π0. The charged particles were identified via their characteristic energy loss, via the measurement of their time of flight and momentum, or using kinematics. The neutral pion was reconstructed using the missing mass method. A kinematic fit was applied to improve the resolution and to select events in which a π0 was produced. The correction of measured yields for the effects of spectrometer acceptance was done as a function of four variables (two invariant masses and two angles). Systematic studies of the acceptance for different input distributions were performed. The measured yields were normalized to the number of measured events of elastic scattering. Systematic errors due to the methods of the data analysis and the background subtraction were investigated. Production angular distributions of ω and η mesons were measured. Both mesons exhibit a slightly anisotropic angular distribution. The Dalitz plot of ω meson production shows indications of resonant production. However, the deviation of the distribution from the one expected by phase space simulations is not large. The Dalitz plot of η meson production shows a signal of the production via the N(1535) resonance, The contribution of N(1535) to the production was quantified to be about 47%. The angular distribution of η mesons does not show significant differences between resonant and non resonant production. The total production cross section of ω mesons in the reaction pp −→ ppω was determined to be 106.5 ± 0.9 (stat) ± 7.9 (sys) [μb] where stat indicates statistical error and sys indicates systematic error, while that of η mesons was determined to be 136.9 ± 0.9 (stat) ± 10.1 (sys) [μb] in the reaction pp −→ ppη
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Study of exclusive one-pion and one-eta production using hadron and dielectron channels in pp reactions at kinetic beam energies of 1.25 GeV and 2.2 GeV with HADES
(2012)
- We present measurements of exclusive ensuremathπ+,0 and η production in pp reactions at 1.25GeV and 2.2GeV beam kinetic energy in hadron and dielectron channels. In the case of π+ and π0 , high-statistics invariant-mass and angular distributions are obtained within the HADES acceptance as well as acceptance-corrected distributions, which are compared to a resonance model. The sensitivity of the data to the yield and production angular distribution of Δ (1232) and higher-lying baryon resonances is shown, and an improved parameterization is proposed. The extracted cross-sections are of special interest in the case of pp → pp η , since controversial data exist at 2.0GeV; we find \ensuremathσ=0.142±0.022 mb. Using the dielectron channels, the π0 and η Dalitz decay signals are reconstructed with yields fully consistent with the hadronic channels. The electron invariant masses and acceptance-corrected helicity angle distributions are found in good agreement with model predictions.
