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We present first data on sub-threshold production of Ks0 mesons and Λ hyperons in Au+Au collisions at sNN=2.4 GeV. We observe an universal 〈Apart〉 scaling of hadrons containing strangeness, independent of their corresponding production thresholds. Comparing the yields, their 〈Apart〉 scaling, and the shapes of the rapidity and the pt spectra to state-of-the-art transport model (UrQMD, HSD, IQMD) predictions, we find that none of them can simultaneously describe these observables with reasonable χ2 values.
We investigate identical pion HBT intensity interferometry in central Au+Au collisions at 1.23A GeV. High-statistics π−π− and π+π+ data are measured with HADES at SIS18/GSI. The radius parameters, derived from the correlation function depending on relative momenta in the longitudinally comoving system and parametrized as three-dimensional Gaussian distribution, are studied as function of transverse momentum. A substantial charge-sign difference of the source radii is found, particularly pronounced at low transverse momentum. The extracted source parameters agree well with a smooth extrapolation of the center-of-mass energy dependence established at higher energies, extending the corresponding excitation functions down towards a very low energy.
We present data on charged kaons (K±) and ϕ mesons in Au(1.23A GeV)+Au collisions. It is the first simultaneous measurement of K− and ϕ mesons in central heavy-ion collisions below a kinetic beam energy of 10A GeV. The ϕ/K− multiplicity ratio is found to be surprisingly high with a value of 0.52±0.16 and shows no dependence on the centrality of the collision. Consequently, the different slopes of the K+ and K− transverse-mass spectra can be explained solely by feed-down, which substantially softens the spectra of K− mesons. Hence, in contrast to the commonly adapted argumentation in literature, the different slopes do not necessarily imply diverging freeze-out temperatures of K+ and K− mesons caused by different couplings to baryons.
The Masquelet technique for the treatment of large bone defects is a two-stage procedure based on an induced membrane. We eliminate the first surgical step by using a decellularized dermal skin graft (Epiflex®) populated with bone marrow mononuclear cells (BMC), as a replacement for the induced membrane. The aim of this study was to demonstrate the feasibility of this technology and provide evidence of equivalent bone healing in comparison to the induced membrane-technique. Therefore, 112 male Sprague–Dawley rats were allocated in six groups and received a 10 mm femoral defect. Defects were treated with either the induced membrane or decellularized dermis, with or without the addition of BMC. Defects were then filled with a scaffold (β-TCP), with or without BMC. After a healing time of eight weeks, femurs were taken for histological, radiological and biomechanical analysis. Defects treated with Epiflex® showed increased mineralization and bone formation predominantly in the transplanted dermis surrounding the defect. No significant decrease of biomechanical properties was found. Vascularization of the defect could be enhanced by addition of BMC. Considering the dramatic reduction of a patient’s burden by the reduced surgical stress and shortened time of treatment, this technique could have a great impact on clinical practice.
In this letter we report the first multi-differential measurement of correlated pion-proton pairs from 2 billion Au+Au collisions at sNN=2.42 GeV collected with HADES. In this energy regime the population of Δ(1232) resonances plays an important role in the way energy is distributed between intrinsic excitation energy and kinetic energy of the hadrons in the fireball. The triple differential d3N/dMπ±pdpTdy distributions of correlated π±p pairs have been determined by subtracting the πp combinatorial background using an iterative method. The invariant-mass distributions in the Δ(1232) mass region show strong deviations from a Breit-Wigner function with vacuum width and mass. The yield of correlated pion-proton pairs exhibits a complex isospin, rapidity and transverse-momentum dependence. In the invariant mass range 1.1<Minv(GeV/c2)<1.4, the yield is found to be similar for π+p and π−p pairs, and to follow a power law 〈Apart〉α, where 〈Apart〉 is the mean number of participating nucleons. The exponent α depends strongly on the pair transverse momentum (pT) while its pT-integrated and charge-averaged value is α=1.5±0.08st±0.2sy.
We present the results of two-pion production in tagged quasi-free np collisions at a deutron incident beam energy of 1.25 GeV/c measured with the High-Acceptance Di-Electron Spectrometer (HADES) installed at GSI. The specific acceptance of HADES allowed for the first time to obtain high-precision data on π+π− and π−π0 production in np collisions in a region corresponding to large transverse momenta of the secondary particles. The obtained differential cross section data provide strong constraints on the production mechanisms and on the various baryon resonance contributions (∆∆, N(1440), N(1520), ∆(1600)). The invariant mass and angular distributions from the np → npπ+π −and np → ppπ−π0 reactions are compared with different theoretical model predictions.
Knochendefekte sind ein häufig anzutreffendes Krankheitsbild mit multiplen Ursachen wie zum Beispiel Trauma, Infektion und Tumore. Besondere Aufmerksamkeit bedürfen dabei Knochendefekte kritischer Größe (CSD). Diese sind definiert als ein Knochendefekt, der trotz adäquater Stabilisierung in der Lebzeit des Patienten nicht abheilen wird. Gerade diese sind in der Versorgung sehr zeit- und geldintensiv und stellen eine große Belastung für den Patienten dar. Trotz deren Häufigkeit finden sich nur Behandlungsverfahren, die mit signifikanten Nachteilen einhergehen. Daher ist gerade in der Behandlung von CSD weitere Forschung und die Entwicklung neuer Behandlungsmöglichkeiten nötig. Ein gut belegtes und klinisch erfolgreich angewandtes Verfahren stellt die Masquelet-Technik dar, welche ein zweizeitiges Verfahren ist, bei dem zunächst in einer ersten OP der Defekt ausgiebig durch Debridieren und die Zugabe von Antibiotika vorbereitet wird und anschließend mit einem Spacer aus Knochenzement und einem geeigneten Osteosyntheseverfahren stabilisiert wird. Über mehrere Wochen bildet sich nun eine Biomembran, die Masquelet-Membran, um den Spacer, welche in einer zweiten OP eröffnet wird. Daraufhin wird der Spacer entfernt und zum Beispiel mit autologem Knochen aus dem Beckenkamm gefüllt. Dann wird die Membran wieder verschlossen und der Defekt kann abheilen. Mit diesem Verfahren können auch große Defekte versorgt werden und in der Literatur finden sich Erfolge bei bis zu 25cm langen Defekten. Limitierungen finden sich hier in der Verfügbarkeit von autologem Knochenmaterial. Hier kann mit synthetischen Knochenersatzstoffen, wie zum Beispiel β-TCP, oder xenogenen Materialen zum Beispiel vom Rind gearbeitet werden. Einen weiteren großen Nachteil sahen wir jedoch in der Notwendigkeit einer zweiten OP. Dies setzt den Patienten erneut dem Operations- und Narkoserisiko aus, ist mit erneuten Schmerzen verbunden und führt zu verlängerten Krankenhausaufenthalten mit gesteigerten Kosten. Um dies zu umgehen, wurde in dieser Arbeit die Masquelet-Membran durch eine Membran aus dezellularisierter humaner Dermis (Epiflex) ersetzt, welche bereits erfolgreich bei der Behandlung größerer Bauchwanddefekte eingesetzt wird. So könnte man in einer einzigen OP den Defekt mit der Dermis umhüllen und direkt mit dem gewünschten Knochenersatzmaterial füllen. Hypothese war, dass eine Defektumhüllung mit Epiflex die Defektheilung vergleichbar zur induzierten Membran unterstützt. Eine weitere Fragestellung dieser Arbeit war, ob durch den Einsatz von mononukleären Zellen des Knochenmarks (BMC) die Knochenheilung zusätzlich verbessert werden kann. Zu diesem Zweck wurden sechs Gruppen aus männlichen Sprague-Dawley-Ratten gebildet, welche einen 1 cm starken Defekt im Femur gesetzt bekamen. Die Gruppen 1 und 2 wurden mit dem Masquelet-Verfahren, Gruppe 1 ohne und Gruppe 2 mit Zugabe von BMC, behandelt. Die Gruppen 3 bis 6 wurden mit dem einzeitigen Verfahren unter Verwendung der Dermis als Defektumhüllung und verschiedenen Kombinationen von BMC in einer einzigen OP behandelt. Nach 8 Wochen wurden die operierten Femora, inklusive jeweils eines nicht operierten Referenzfemur pro Gruppe explantiert und histologisch aufgearbeitet. Mittels der MOVAT Färbung wurde die Knochenneubildung im Defekt und die histologische Transformation der Membran in knöchernes Gewebe beurteilt. Es konnte ein signifikanter knöcherner Umbau der Epiflex-Membran beobachtet werden. Da mit der Epiflex-Membran ein Fremdkörper in den Organismus eingebracht wurde, wurde auch das Inflammationsgeschehen anhand histologischer Färbungen für Monozyten/Makrophagen (CD68) sowie für Granulozyten (CAE) beurteilt. Dabei zeigten sich keine signifikanten Unterschiede zwischen den Verfahren. Allerdings konnte eine unterschiedliche Verteilung der Immunzellen nachgewiesen werden. Abschließend wurde anhand von immunhistologischen α-SMA und vWF-Färbungen die Vaskularisierung im Defekt beurteilt. Die Epiflex-Membran wurde in gleichem Maße wie die induzierte Membran von Gefäßen durchdrungen. Dabei wuchsen häufig Gefäße aus dem umliegenden Muskelgewebe in den Defekt ein. Die zusätzliche Transplantation von BMC, welche eine zusätzliche Variable in dieser Arbeit darstellten, beeinflusste die Knochenheilung positiv. In Gruppen mit zusätzlichen BMC wurde geringere Inflammation und eine verbesserte Verknöcherung im Defektbereich beobachtet. Die Gefäßdichte wurde durch zusätzliche BMC jedoch nicht erhöht. Abschließend lässt sich aus den Ergebnissen schließen, dass der Ersatz der Masquelet-Membran durch die einzeitige Versorgung mit einer humanen dezellularisierten Dermis zu mindestens gleichwertigen Ergebnissen im Vergleich zur zweizeitigen induzierten Membrantechnik nach Masquelet führt.
The production of Σ0 baryons in the nuclear reaction p (3.5 GeV) + Nb (corresponding to sNN=3.18 GeV) is studied with the detector set-up HADES at GSI, Darmstadt. Σ0s were identified via the decay Σ0→Λγ with subsequent decays Λ→pπ− in coincidence with a e+e− pair from either external (γ→e+e−) or internal (Dalitz decay γ⁎→e+e−) gamma conversions. The differential Σ0 cross section integrated over the detector acceptance, i.e. the rapidity interval 0.5<y<1.1, has been extracted as ΔσΣ0=2.3±(0.2)stat±(−0.6+0.6)sys±(0.2)norm mb, yielding the inclusive production cross section in full phase space σΣ0total=5.8±(0.5)stat±(−1.4+1.4)sys±(0.6)norm±(1.7)extrapol mb by averaging over different extrapolation methods. The Λall/Σ0 ratio within the HADES acceptance is equal to 2.3±(0.2)stat±(−0.6+0.6)sys. The obtained rapidity and momentum distributions are compared to transport model calculations. The Σ0 yield agrees with the statistical model of particle production in nuclear reactions. Keywords: Hyperons, Strangeness, Proton, Nucleus.
n this paper we report on the investigation of baryonic resonance production in proton-proton collisions at the kinetic energies of 1.25 GeV and 3.5 GeV, based on data measured with HADES. Exclusive channels npπ+ and ppπ0 as well as ppe+e− were studied simultaneously in the framework of a one-boson exchange model. The resonance cross sections were determined from the one-pion channels for Δ(1232) and N(1440) (1.25 GeV) as well as further Δ and N* resonances up to 2 GeV/c2 for the 3.5 GeV data. The data at 1.25 GeV energy were also analysed within the framework of the partial wave analysis together with the set of several other measurements at lower energies. The obtained solutions provided the evolution of resonance production with the beam energy, showing a sizeable non-resonant contribution but with still dominating contribution of Δ(1232)P33. In the case of 3.5 GeV data, the study of the ppe+e− channel gave the insight on the Dalitz decays of the baryon resonances and, in particular, on the electromagnetic transition form-factors in the time-like region. We show that the assumption of a constant electromagnetic transition form-factors leads to underestimation of the yield in the dielectron invariant mass spectrum below the vector mesons pole. On the other hand, a comparison with various transport models shows the important role of intermediate ρ production, though with a large model dependency. The exclusive channels analysis done by the HADES collaboration provides new stringent restrictions on the parameterizations used in the models.
Partial wave analysis of the reaction p(3.5 GeV) + p → pK +Λ to search for the "ppK−" bound state
(2015)
Employing the Bonn–Gatchina partial wave analysis framework (PWA), we have analyzed HADES data of the reaction p(3.5 GeV) + p → pK +Λ. This reaction might contain information about the kaonic cluster “ppK −” (with quantum numbers J P = 0− and total isospin I = 1/2) via its decay into pΛ. Due to interference effects in our coherent description of the data, a hypothetical KNN (or, specifically “ppK −”) cluster signal need not necessarily show up as a pronounced feature (e.g. a peak) in an invariant mass spectrum like pΛ. Our PWA analysis includes a variety of resonant and non-resonant intermediate states and delivers a good description of our data (various angular distributions and two-hadron invariant mass spectra) without a contribution of a KNN cluster. At a confidence level of CLs = 95% such a cluster cannot contribute more than 2–12% to the total cross section with a pK +Λ final state, which translates into a production cross-section between 0.7 μb and 4.2 μb, respectively. The range of the upper limit depends on the assumed cluster mass, width and production process.
his contribution aims to give a basic overview of the latest results regarding the production of resonances in different collision systems. The results were extracted from experimental data collected with HADES that is a multipurpose detector located at the GSI Helmholtzzentrum, Darmstadt. The main points discussed here are: the properties of the strange resonances Λ(1405) and Σ(1385), the role of Δ’s as a source of pions in the final state, the production dynamics reflected in form of differential cross sections, and the role of the ϕ meson as a source for K− particles.