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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.
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.
Mit dem Dileptonenspektrometer HADES sollen Dielektronen aus Kern - Kern - Stößen in einem hadronischen Untergrund bei hohen Multiplizitäten untersucht werden. Die Ereignisrate von 106 pro Sekunde erfordert eine Auslese der Detektoren innerhalb von 10 mikrosek. Die erwarteten hohen Multiplizitäten führen zu einer hohen Granularität der Detektoren und damit auch der Ausleseelektronik. Durch die Verwendung mehrere Triggerstufen wird eine Aufteilung des Auslesesystems auf mehrere Stufen notwendig. Für die Auslese von ~ 26.000 Driftzellen in 24 Driftkammermodulen wurde ein an die Anforderungen des Detektorsystems angepaßtes Auslesekonzept entwickelt. Analoge Signalaufbereitung und Messung der Driftzeit werden direkt am Detektor auf zwei miteinander kombinierten Karten untergebracht. Die nötige Integrationsdichte im Digitalisierungsteil wird durch die Verwendung eines speziellen Zeitmeßverfahrens (TDC) erreicht, das auf Signallaufzeiten in Halbleiterschaltungen basiert. Im gleichen Chip befindet sich auch eine Datenübertragungseinheit, die in der Lage ist die Daten mit der erforderlichen Geschwindigkeit zu transferieren. Durch zwei weitere Module mit Speicher zum Puffern der Ereignisdaten wird den Anforderungen des Triggerkonzeptes Rechnung getragen. Dem verwendete Zeitmeßverfahren (Ringoszillator) ist eine Abhängigkeit der Zeitauflösung von Temperatur und Versorgungsspannung inherent. Ausführliche Messungen im Rahmen dieser Arbeit zeigen, daß die relativen Abhängigkeiten mit 0,2 Promille jedoch in einem Bereich liegen, in dem sie durch geeignete Maßnahmen kontrolliert werden können. Dazu zählen die regelmäßige Kalibrierung, sowie die Messung und Überwachung von Temperatur und Versorgungsspannung. Die Leistungsaufnahme des Auslesesystems liegt mit 5kW (total) noch um ca. einen Faktor zwei über den Spezifikationen. Sowohl die Tests des TDC Zeitmeßteils, als auch die Simulationen zeigen die Realisierbarkeit des Systems. Dies konnte auch durch Simulationen des gesamten Auslesesystems im Rahmen einer Projektstudie zum Triggerkonzept an der Universität Giessen nachgewiesen werden. Ein abschließender Funktionstest der Ausleseelektronik mit dem TDC an der Prototypdriftkammer im Labor ist gegenwärtig in Vorbereitung. Zur endgültigen Realisierung der Ausleseelektronik bedarf es noch der Reduzierung des Platzbedarfes sowie der Leistungsaufnahme. Zur Reduktion der Größe des Motherboardes wird eine mehrlagige Platine entwickelt. Für die Anbringung der Daughterboards ist eine platzsparende Geometrie vorgesehen. Die Reduktion der Leistungsaufnahme wird hauptsächlich durch neuere Entwicklungen bei den Daughterboards möglich. Auch die Verwendbarkeit des im Rahmen eines anderen Projektes entwickelten SAM - Modules als Konzentrator für die Driftkammerauslese ist zu untersuchen. Da diese Karte auch einen DSP enthält, ist entsprechende Software erforderlich. Die Segmentierung des modularen Spektrometersystems erlaubt den endgültigen Aufbau in mehreren Schritten. Vorgesehen ist, zunächst nur einzelne Segmente oder einzelne Ebenen der Driftkammern aufzubauen, und das komplette System erst zu einem spätern Zeitpunkt in Betrieb zu nehmen. Einzelne Komponenten können durch Neuentwicklungen ersetzt werden.
In der vorliegenden Arbeit wird das Auslesekonzept der Driftkammern untersucht und seine Integration in das HADES Datenaufnahmesystem beschrieben. Bedingt durch das mehrstufige Triggersystem und die hohen Anforderungen an die Geschwindigkeit des Systems wurden Methoden zur Datenreduktion entwickelt. Dadurch ist es möglich, die Daten von allen 27 000 Kanälen innerhalb von 10 µs nach dem Trigger auszulesen. Die Daten werden innerhalb von ungefähr 40 ns nach dem Signal der zweiten Triggerstufe weitertransportiert. Im Rahmen der Untersuchungen zur Überwachung der Driftkammerdaten, die im zweiten Teil der Arbeit beschrieben werden, wurde mit der verwendeten Methode zur Bestimmung der intrinsischen Auflösung eine deutliche Verschlechterung Auflösung der Kammern festgestellt, von 120 µm im November 2001 auf über 200 µm im September 2003. Als Ursache hierfür wurde zum einen die geänderte Kalibrationsmethode ausgemacht, die die Laufzeiten der Signale nicht mehr berücksichtigt, zum anderen eine Änderung der Driftgeschwindigkeit aufgrund einer nicht optimalen Hochspannung. Die Methode zur Bestimmung des physikalischen Zentrums der Kammern erlaubt eine Aussage über die Position der Kammern relativ zur Sollposition. Die dabei gefundenen Verschiebungen entlang der z - Achse stimmen für einen Teil der Sektoren mit den im Rahmen des Alignments ermittelten Werten für die Verschiebung des Targets überein. Für die anderen Sektoren ergeben sich zusätzlicher Verschiebungen um 2 bis 6 cm. Das Di - Leptonen - Spektrometer HADES (High Acceptance Di -Elektron-Spektrometer) am Schwerionensynchrotron der Gesellschaft für Schwerionenforschung (Darmstadt) beginnt nun mit detaillierten Studien leptonischer Zerfälle von Vektormesonen in Kern - Kern - Stößen mit Projektilenergien von 1 bis 2 GeV / Nukleon. Dabei liegt der Schwerpunkt auf der Untersuchung von Zerfällen, die in der Phase hoher Dichte (ungefähr 3 · p..0) und hoher Temperatur stattfinden. Es wird erwartet, daß sich aus der dabei zu beobachtenden Massenverteilung der unterhalb der Schwelle produzierten leichten Vektormesonen r, o und ph ein Hinweis auf die partielle Wiederherstellung der im Vakuum gebrochenen chiralen Symmetrie ergibt.
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.
We have developed a versatile software package for the simulation of di-electron production in pp and dp collisions at moderate beam kinetic energies (1-2GeV). Particular attention has been paid to incorporate different descriptions of the Dalitz decay Δ rightarrow Ne + e - via a common interface. In addition, suitable parameterizations for the virtual bremsstrahlung process NN rightarrow NNe + e - based on one-boson exchange models have been implemented. Such simulation tools with high flexibility of the framework are important for the interpretation of the di-electron data taken with the HADES spectrometer and demonstrates the wide applicability within the field of nuclear and hadronic physics.
Partial wave analysis of the reaction p(3.5 GeV) + p → pK +Λ to search for the "ppK −2 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.
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.
