Measurement of low-mass e⁺e⁻ pair production in 2AGeV C-C collisions with HADES

Messung der e⁺e⁻-Paarproduktion in 2AGeV-C-C-Kollisionen mit HADES

  • The search for a modification of hadron properties inside nuclear matter at normal and/or high temperature and density is one of the more interesting issues of modern nuclear physics. Dilepton experiments, by providing interesting results, give insight into the properties of strong interaction and the nature of hadron mass generation. One of these research tools is the HADES spectrometer. HADES is a high acceptance dilepton spectrometer installed at the heavy-ion synchrotron (SIS) at GSI, Darmstadt. The main physics motivation of HADES is the measurement of e+e- pairs in the invariant-mass range up to 1 GeV/c2 in pion- and proton-induced reactions, as well as in heavy-ion collisions. The goal is to investigate the properties of the vector mesons rho, omega and of other hadrons reconstructed from e+e- decay pairs. Dileptons are penetrating probes allowing to study the in-medium properties of hadrons. However, the measurement of such dilepton pairs is difficult because of a very large background from other processes in which leptons are created. This thesis presents the analysis of the data provided by the first physic run done with the HADES spectrometer. For the first time e+e- pairs produced in C+C collisions at an incident energy of 2 GeV per nucleon have been collected with sufficient statistics. This experiment is of particular importance since it allows to address the puzzling pair excess measured by the former DLS experiment at 1.04 AGeV. The thesis consists of five chapters. The first chapter presents the physics case which is addressed in the work. In the second chapter the HADES spectrometer is introduced with the characteristic of specific detectors which are part of the spectrometer. Chapter three focusses on the issue of charged-particle identification. The fourth chapter discusses the reconstruction of the di-electron spectra in C+C collisions. In this part of the thesis a comparison with theoretical models is included as well. The conclusion and final remarks are given in chapter five.
  • Eines der Hauptziele der modernen Kernphysik ist die Untersuchung der Modifikation von Eigenschaften von Hadronen bei normaler und hoher Temperatur und Dichte. Dileptonen-Experimente liefern interessante Ergebnisse und geben einen Einblick in die Eigenschaften der starken Wechselwirkung und in die Natur der Massenerzeugung von Hadronen. Eines dieser Forschungswerkzeuge ist das HADES Spektrometer. HADES ist ein Dileptonen Spektrometer mit hoher Akzeptanz am Schwerionensynchroton der GSI in Darmstadt. Die wesentliche physikalische Motivation des Experiments ist, e+e- -Paare im invarianten Massenbereich bis GeV/c2, sowohl in pion- und protoninduzierten Reaktionen, als auch in Schwerionenkollisionen zu messen. Das Ziel ist die Untersuchung der Eigenschaften der Vektormesonen rho, omega und anderer Hadronen, welche aus e+e- -Paare rekonstruiert werden. Da Dileptonen nicht durch die starke Wechselwirkung beeinflusst werden, machen sie das Studium der Eigenschaften von Hadronen in Kernmaterie möglich. Allerdings ist die Messung dieser Dileptonenpaare schwierig, da Leptonen, die in anderen Prozessen erzeugt werden, einen grossen Untergrund erzeugen. In dieser Arbeit werden die Analyse von Daten, die mit dem HADES Spektrometer aufgenommen wurden, so wie Resultate derselben, diskutiert. Zum ersten Mal wurden mit ausreichender Statistik e+e- -Paare aufgezeichnet, die in der Kollision C+C bei einer Projektilenergie von 2 GeV per Nukleon erzeugt wurden. Dieses erste Experiment der HADES Kollaboration, da es ermöglicht, den von der DLS Kollaboration bei 1.04 AGeV gemessenen Paar-Überschuss zu verifizieren. Diese Arbeit besteht aus fünf Kapiteln. Das erste Kapitel beschreibt die dieser Arbeit zugrunde liegende Physik. Im zweiten Kapitel wird das HADES Spektrometer mit den typischen Eigenschaften der einzelnen Komponenten vorgestellt. Kapitel 3 fokussiert das Thema der Identifikation von geladenen Teilchen. Das 4. Kapitel präsentiert die Rekonstruktion von Dielektronen-Spektren in C+C Kollisionen. In diesem Teil der Arbeit wird auch der Vergleich mit theoretischen Modellen berücksichtigt. Die Schlussfolgerungen befinden sich im Kapitel 5.

Download full text files

Export metadata

Additional Services

Share in Twitter Search Google Scholar
Metadaten
Author:Malgorzata SudolGND
URN:urn:nbn:de:hebis:30-57546
Place of publication:Frankfurt am Main
Referee:Joachim StrothORCiDGND
Advisor:Joachim Stroth, Romain Holzmann
Document Type:Doctoral Thesis
Language:English
Date of Publication (online):2008/10/17
Year of first Publication:2007
Publishing Institution:Universitätsbibliothek Johann Christian Senckenberg
Granting Institution:Johann Wolfgang Goethe-Universität
Date of final exam:2007/11/16
Release Date:2008/10/17
Tag:Dileptonen; Hades; Schwerionenphysik; Spurselektion; in-Medium Modifikation
Hades; dileptons; heavy ion physics; track selection; vector mesons
GND Keyword:Dileptonen; Spurselektion; Schwerionenphysik; in-Medium Modifikation; Hades
Page Number:130
Source:Dielectron production in C-12+C-12 collisions at 2-AGeV with HADES. Phys.Rev.Lett.98:052302,2007
HeBIS-PPN:205594646
Institutes:Physik / Physik
Dewey Decimal Classification:5 Naturwissenschaften und Mathematik / 53 Physik / 530 Physik
PACS-Classification:10.00.00 THE PHYSICS OF ELEMENTARY PARTICLES AND FIELDS (for experimental methods and instrumentation for elementary-particle physics, see section 29) / 13.00.00 Specific reactions and phenomenology / 13.40.-f Electromagnetic processes and properties / 13.40.Hq Electromagnetic decays
20.00.00 NUCLEAR PHYSICS / 25.00.00 Nuclear reactions: specific reactions / 25.75.-q Relativistic heavy-ion collisions (collisions induced by light ions studied to calibrate relativistic heavy-ion collisions should be classified under both 25.75.-q and sections 13 or 25 appropriate to the light ions)
20.00.00 NUCLEAR PHYSICS / 25.00.00 Nuclear reactions: specific reactions / 25.75.-q Relativistic heavy-ion collisions (collisions induced by light ions studied to calibrate relativistic heavy-ion collisions should be classified under both 25.75.-q and sections 13 or 25 appropriate to the light ions) / 25.75.Dw Particle and resonance production
Sammlungen:Universitätspublikationen
Licence (German):License LogoDeutsches Urheberrecht