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Mateusz Płoskoń

• The Kaon-Spectrometer (KaoS) at the heavy-ion synchrotron (SIS) at the Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI) in Darmstadt has been used to study production and propagation of K+ and K- mesons from Au+Au collisions at a kinetic beam energy of 1.5 AGeV. This energy for K+ mesons is close to the corresponding production threshold in binary nucleon-nucleon collisions and far below for K- mesons. The azimuthal angular distributions of particles as a function of the collision centrality and particle transverse momenta have been measured. The properties of strange mesons are expected to be modified by the in-medium meson-baryon potential. Theoretical calculations show that the superposition of the scalar and vector potentials leads to a small repulsive K+N and a strong attractive K-N potential. Additionally, the interaction of kaons and antikaons with nuclear matter is different. The strangeness conservation law inhibits the absorption probability of K+ mesons as they contain an s-quark. K- mesons, however, interact with nucleons via strangenessexchange (K- + N ->Y + pion, where Y = lambda, sigma). Moreover, the reverse process (pion + Y -> K- + N) is the dominant production mechanism of K- mesons at SIS energies. The azimuthal angular emission patterns of kaons are expected to be sensitive to the in-medium potentials. An enhanced out-of-plane emission of K+ mesons was observed in Au+Au reactions at 1.0 AGeV and 1.5 AGeV, and also in Ni+Ni at 1.93 AGeV. The out-of-plane emission of K+ mesons in Au+Au reactions at 1.0 AGeV was interpreted as a consequence of a repulsive K+N potential in the nuclear medium, however, recent transport calculations show that the emission patterns obtained in Au+Au at 1.5 AGeV and Ni+Ni at 1.93 AGeV are additionally influenced by the re-scattering of kaons. For K- mesons the calculations predict an almost isotropic emission pattern due to the attractive K-N potential which counteracts the absorption of K- mesons in the spectator fragments. In Ni+Ni collisions at 1.93 AGeV the azimuthal distribution of K- mesons has been found to be isotropic. In this case, however, the spectators are rather small and have large relative velocities. In addition, the delay of antikaon emission due to strangenessexchange reaction minimizes the interaction with the spectators. As a consequence the sensitivity of the K- meson emission pattern to the K-N in-medium potential is reduced. In Au+Au collisions we found a dependence of the K- meson azimuthal emission pattern on the transverse momentum. The antikaons registered with pt < 0.5 GeV/c are preferentially emitted in the reaction plane and the particles with pt > 0.5 GeV/c show strong out-of-plane enhancement. The emission patterns of K- can be explained in terms of two competing phenomena: one of them is indeed the influence of the attractive K-N potential, however, the second one originates from the strangeness-exchange process.
• Mit dem Kaonen-Spectrometer (KaoS) am Schwerionen-Synchrotron (SIS) der Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI) in Darmstadt wurde die Produktion und Propagation von K+ und K- Mesonen in Au+Au Kollisionen bei einer kinetischen Strahlenergie von 1,5 AGeV untersucht. Diese Energie liegt nahe der Produktionsschwelle für K+ Mesonen in binären Nukleon-Nukleon Kollisionen und weit unter derjenigen für K- Mesonen. Die azimutalen Winkelverteilungen der Teilchen als Funktion der Stoßzentralität sowie ihre Transversalimpulsverteilungen wurden gemessen. Für Mesonen mit Strangeness wird eine Modifikation ihrer Eigenschaften durch Meson-Baryon-Potentiale in Materie erwartet. Theoretische Rechnungen zeigen, daß die Überlagerung des skalaren und des Vektorpotentials zu einem leicht repulsiven K+N und einem stark attraktiven K-N Potential führen. Desweiteren ist die Wechselwirkung von Kaonen und Antikaonen mit Kernmaterie unterschiedlich. Die Erhaltung der Strangeness vermindert die Absorptionswahrscheinlichkeit für K+ Mesonen, da diese ein s-quark enthalten. K- Mesonen dagegen wechselwirken mit Nukleonen durch den strangenessexchange Kanal (K- + N ->Y + pion, mit Y = lambda, sigma). Gleichzeitig ist der umgekehrte Prozeß (pion + Y -> K- + N) der dominante Produktionsmechanismus für K- Mesonen bei SIS Energien. Es wird erwartet, daß die azimutale Verteilung der Kaonenemission sensitiv auf In-Medium Potentiale ist. Eine bevorzugte Emission senkrecht zur Reaktionsebene wurde für K+ Mesonen in Au+Au Reaktionen bei 1,0 AGeV und 1,5 AGeV sowie in Ni+Ni-Reaktionen bei 1,93 AGeV beobachtet. In Au+Au Reaktionen bei 1,0 AGeV wurde dies als Konsequenz eines repulsiven K+N Potentials in Kernmaterie interpretiert. Neuere Transportmodellrechnungen zeigen allerdings, daß die azimutalen Verteilungen in Au+Au bei 1,5 AGeV und in Ni+Ni St¨oßen bei 1,93 AGeV zusätzlich durch die elastische Streuung der Kaonen beeinflußt werden. Für K- Mesonen sagen die Rechnungen eine im wesentlichen isotrope Verteilung voraus, bedingt durch das attraktive K-N Potential, welches der Absorption der K- Mesonen in den Spektator Fragmenten entgegenwirkt. In Ni+Ni Kollisionen bei 1,93 AGeV wurde eine isotrope azimutale Verteilung der K- Mesonen gefunden. In diesem Fall sind die Spektatoren allerdings relativ klein und haben große Relativgeschwindigkeiten. Zusätzlich wird die Wechselwirkung der Antikaonen mit den Spektatoren durch ihre späte Emission verringert. Als Kosequenz hiervon ist die Sensitivität der azimutalen Verteilung von K- Mesonen auf K-N in-Medium Potentiale reduziert. In Au+Au Kollisionen wurde eine Abhängigkeit der azimutalen Verteilung der K-Emission vom Transversalimpuls beobachtet. Antikaonen mit pt < 0, 5 GeV/c werden bevorzugt innerhalb der Reaktionsebene emittiert, solche mit pt > 0, 5 GeV/c zeigen dagegen eine stark bevorzugte Emission senkrecht zur Reaktionsebene. Dieses Emissionsverhalten der K- kann durch zwei konkurrierende Phänomene erklärt werden: Eines davon ist tatsächlich der Einfluß des attraktiven K-N Potentials, das andere dagegen basiert auf dem strangeness-exchange Prozeß.