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A Large Ion Collider Experiment (ALICE) has been conceived and constructed as a heavy-ion experiment at the LHC. During LHC Runs 1 and 2, it has produced a wide range of physics results using all collision systems available at the LHC. In order to best exploit new physics opportunities opening up with the upgraded LHC and new detector technologies, the experiment has undergone a major upgrade during the LHC Long Shutdown 2 (2019-2022). This comprises the move to continuous readout, the complete overhaul of core detectors, as well as a new online event processing farm with a redesigned online-offline software framework. These improvements will allow to record Pb-Pb collisions at rates up to 50 kHz, while ensuring sensitivity for signals without a triggerable signature.
A Large Ion Collider Experiment (ALICE) has been conceived and constructed as a heavy-ion experiment at the LHC. During LHC Runs 1 and 2, it has produced a wide range of physics results using all collision systems available at the LHC. In order to best exploit new physics opportunities opening up with the upgraded LHC and new detector technologies, the experiment has undergone a major upgrade during the LHC Long Shutdown 2 (2019–2022). This comprises the move to continuous readout, the complete overhaul of core detectors, as well as a new online event processing farm with a redesigned online-offline software framework. These improvements will allow to record Pb-Pb collisions at rates up to 50 kHz, while ensuring sensitivity for signals without a triggerable signature.
A Large Ion Collider Experiment (ALICE) has been conceived and constructed as a heavy-ion experiment at the LHC. During LHC Runs 1 and 2, it has produced a wide range of physics results using all collision systems available at the LHC. In order to best exploit new physics opportunities opening up with the upgraded LHC and new detector technologies, the experiment has undergone a major upgrade during the LHC Long Shutdown 2 (2019-2022). This comprises the move to continuous readout, the complete overhaul of core detectors, as well as a new online event processing farm with a redesigned online-offline software framework. These improvements will allow to record Pb-Pb collisions at rates up to 50 kHz, while ensuring sensitivity for signals without a triggerable signature.
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 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.
Many QCD based and phenomenological models predict changes of hadron properties in a strongly interacting environment. The results of these models differ significantly and the experimental determination of hadron properties in nuclear matter is essential. In this paper we present a review of selected physics results obtained at GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH by HADES (High-Acceptance Di-Electron Spectrometer). The e+e− pair emission measured for proton and heavy-ion induced collisions is reported together with results on strangeness production. The future HADES activities at the planned FAIR facility are also discussed.
The knowledge of baryonic resonance properties and production cross sections plays an important role for the extraction and understanding of medium modifications of mesons in hot and/or dense nuclear matter. We present and discuss systematics on dielectron and strangeness production obtained with HADES on p+p, p+A and A+A collisions in the few GeV energy regime with respect to these resonances.
The High Acceptance DiElectron Spectrometer HADES [1] is installed at the Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung (GSI) accelerator facility in Darmstadt. It investigates dielectron emission and strangeness production in the 1-3 AGeV regime. A recent experiment series focusses on medium-modifications of light vector mesons in cold nuclear matter. In two runs, p+p and p+Nb reactions were investigated at 3.5 GeV beam energy; about 9·109 events have been registered. In contrast to other experiments the high acceptance of the HADES allows for a detailed analysis of electron pairs with low momenta relative to nuclear matter, where modifications of the spectral functions of vector mesons are predicted to be most prominent. Comparing these low momentum electron pairs to the reference measurement in the elementary p+p reaction, we find in fact a strong modification of the spectral distribution in the whole vector meson region.
New results on the differential cross section in deuteron-proton elastic scattering are obtained at the deuteron kinetic energy of 2.5 GeV with the HADES spectrometer. The angular range of 69° – 125° in the center of mass system is covered. The obtained results are compared with the relativistic multiple scattering model calculation using the CD-Bonn deuteron wave function. The data at fixed scattering angles in the c.m. are in qualitative agreement with the constituent counting rules prediction.
Ein wesentlicher Forschungsgegenstand der Kernphysik ist die Untersuchung der Eigenschaften von Kernmaterie. Das Verständnis darüber gibt in Teilen Aufschluss über die Erscheinungsweise und Wechselwirkung von Materie. Ein Schlüssel liegt dabei in der Untersuchung der Modifikation der Eigenschaften von Hadronen in dem Medium Kernmaterie, das durch Parameter wie Dichte und Temperatur gekennzeichnet werden kann. Man hofft damit unter anderem Einblick in die Mechanismen zu bekommen, welche zur Massenbildung der Hadronen beitragen. Zur Untersuchung solcher Modifikationen eignen sich insbesondere Vektormesonen, die in e+e- Paare zerfallen. Die Leptonen dieser Paare wechselwirken nicht mehr stark mit der Materie innerhalb der Reaktionszone, und tragen somit wichtige Informationen ungestört nach außen. Das HADES-Spektrometer bei GSI wird dazu verwendet die leichten bei SIS-Energien produzierten Vektormesonen rho, omega und phi zu vermessen. Hierzu wurde zum erste mal das mittelschwere Stoßsystem Ar+KCl bei einer Strahlenergie von 1,76 AGeV gemessen. Die im Vergleich zum früher untersuchten System C+C höhere Spurmultiplizität innerhalb der Spektrometerakzeptanz verlangte eine Anpassung der bisher verwendeten Datenanalyse. Das bisher verwendete Verfahren, mehrere scharfe Schnitte auf verschiedene Observablen seriell anzuwenden, um einzelne Leptonspuren als solche zu identifizieren, wurde durch eine neu entwickelte multivariate Analyse ersetzt. Dabei werden die Informationen aller beteiligten Observablen mit Hilfe eines Algorithmus zeitgleich zusammengeführt, damit Elektronen und Positronen vom hadronischen Untergrund getrennt werden können. Durch Untersuchung mehrerer Klassifizierer konnte ein mehrschichtiges künstliches neuronalen Netz als am besten geeigneter Algorithmus identifiziert werden. Diese Art der Analyse hat den Vorteil, dass sie viel robuster gegenüber Fluktuationen in einzelnen Observablen ist, und sich somit die Effizienz bei gleicher Reinheit steigern lässt. Die Rekonstruktion von Teilchenspuren im HADES-Spektrometer basiert nur auf wenigen Ortsinformationen. Daher können einzelne vollständige Spuren a priori nicht als solche gleich erkannt werden. Vielmehr werden durch verschiedene Kombinationen innerhalb derselben Mannigfaltigkeit von Positionspunkten mehr Spuren zusammengesetzt, als ursprünglich produziert wurden. Zur Identifikation des maximalen Satzes eindeutiger Spuren eines Ereignisses wurde eine neue Methode der Spurselektion entwickelt. Während dieser Prozedur werden Informationen gewonnen, die im weiteren Verlauf der Analyse zur Detektion von Konversions- und pi0-Dalitz-Paaren genutzt werden, die einen großen Beitrag zum kombinatorischen Untergrund darstellen. Als Ergebnis wird das effizienzkorrigierte, und auf die mittlere Zahl der Pionen pro Ereignis normierte, Spektrum der invarianten Elektronpaarmasse präsentiert. Erste Vergleiche mit der konventionellen Analysemethode zeigen dabei eine um etwa 30% erhöhte Rekonstruktionseffizienz. Das Massenspektrum setzt sich aus mehr als 114.000 Paaren zusammen -- über 16.000 davon mit einer Masse größer als 150 MeV. Ein erster Vergleich mit einem einfachen thermischen Modell, welches durch den Ereignisgenerator Pluto dargestellt wird, eröffnet die Möglichkeit, die hier gefundenen Produktionsraten des omega- und phi-Mesons durch m_T-Skalierung an die durch andere Experimente ermittelten Raten des eta zu koppeln. In diesem Zusammenhang findet sich weiterhin ein von der Einschussenergie abhängiger Produktionsüberschluss von F(1,76) = Y_total/Y_PLUTO = 5,3 im Massenbereich M = 0,15...0,5 GeV/c^2. Die theoretische Erklärung dieses Überschusses birgt neue Erkenntnisse zu den in-Medium Eigenschaften von Hadronen.
