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Attilio Tarantola Peloni

• The HADES (High Acceptance DiElectron Spectrometer) is an experimental apparatus installed at the heavy-ion synchrotron SIS-18 at GSI, Darmstadt. The main physics motivation of the HADES experiment is the measurement of e+e− pairs in the invariant-mass range up to 1 GeV/c2 in heavy-ion collisions as well as in pion and proton-induced reactions. The HADES physics program is focused on in-medium properties of the light vector mesons ρ(770), ω(783) and φ(1020), which decay with a small branching ratio into dileptons. Dileptons are penetrating probes which allow to study the in-medium properties of hadrons. However, in heavy-ion collisions, the measurement of such lepton pairs is difficult because they are rare and have a very large combinatorial background. Recently, HADES has been upgraded with new detectors and new electronics in order to handle higher intensity beams and reactions with heavy nuclei up to Au. HADES will continue for a few more years its rich physics program at its current place at SIS-18 and then move to the upcoming international Facility for Antiproton and Ion Research (FAIR) accelerator complex. In this context the physics results presented in this work are important prerequisites for the investigation of in-medium vector meson properties in p + A and A+A collisions. This work consists of five chapters. The first chapter introduces the physics motivation and a review of recent physics results. In the second chapter, the HADES spectrometer is described and its sub-detectors are presented. Chapter three deals with the issue of lepton identification and the reconstruction of the dielectron spectra in p + p collisions is presented. Here, two reactions are characterized: inclusive and exclusive dilepton production reactions. From the spectra obtained, the corresponding cross sections are presented with the respective statistical and systematical errors. A comparison with theoretical models is included as well. Conclusions are given in chapter four. The final part of this work is dedicated to the HADES upgrade, whose goal is among others the achievement of a reliable and fast data acquisition of the Multiwire Drift Chambers (MDCs). Chapter five presents my contribution to this successful project during the three years of my stay at GSI.
• HADES (High Acceptance Di-Electron Spectrometer) ist ein hochauflösendes Dielektronenspektrometer, das am Schwerionen-Synchroton(SIS-18) an der Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI) in Darmstadt aufgebaut wurde. Die primäre physikalische Motivation des Experiments ist die Messung von e+e− Paare im invarianten Massenbereich bis 1 GeV/c2, sowohl in pion- und protoninduzierten Reaktionen, als auch in Schwerionenkollisionen. Schwerpunkt des HADES-Physik Programms ist die Erforschung von in- Medium Eigenschaften der leichten Vektormesonen ρ(770), ω(783) and φ(1020). Dileptonen sind ”penetrating probes”, die das Studium der Eigenschaften von Hadronen in Kernmaterie möglich machen. Allerdings ist die Messung dieser Dileptonenpaare schwierig, da sie selten sind und einen sehr grossen kombinatorischen Untergrund haben. Vor Kurzem wurde HADES mit neuen Detektoren und neuer Elektronik aufgerüstet, um bei höheren Intensitäten und Reaktionen schwererer Kerne messen zu können. Das breite physikalische Programm von HADES wird in den nächsten Jahren noch am SIS-18 statt finden, und dann am geplanten bevorstehenden international Facility for Antiproton and Ion Research (FAIR) Beschleuniger fortgesetzt werden. In diesem Zusammenhang sind die in der vorliegenden Arbeit vorgestellten physikalischen Ergebnisse wichtige Voraussetzungen für die Untersuchung der ”in-Medium” Vektormesonen Eigenschaften in p + A und A+A Kollisionen. Diese Arbeit besteht aus f¨unf Teilen. Das erste Kapitel beschreibt die zugrunde liegende physikalische Motivation und gibt eine Übersicht der bisherigen physikalischen Ergebnisse. Im Rahmen des zweiten Kapitels werden das HADES Spektrometer und die Subdetektoren beschrieben. Das dritte Kapitel behandelt die Frage der Identifikation der Leptonen und beschreibt die Rekonstruktion der Spektren der Elektronenpaare in p + p Kollisionen. Hier werden zwei Reaktionen charakterisiert: der inklusive (pp → Xω) und der exklusive (pp → ppω) Produktionsmechanismus der Dileptonen. In den erhaltenen Spektren werden die entsprechenden Wirkungsquerschnitte mit den jeweiligen statistischen und systematischen Fehlern dargestellt. Ein Vergleich mit theoretischen Modellen ist enthalten. Die Schlussfolgerungen werden im vierten Kapitel gegeben. Der letzte Teil dieser Arbeit fokussiert auf das HADES ”Upgrade” Programm, dessen Ziel unter anderem das Erreichen einer zuverlässigen und schnellen Datenerfassung der Multi-wire Drift Chambers (MDCs) ist. Das fünfte Kapitel präsentiert meinen Beitrag zu diesem erfolgreichen Projekt während der drei Jahre meiner Anwesenheit an der GSI.