Detailansicht
Study of strangeness production in p-p collisions at FOPI
Katharina Isepp
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Physik
Betreuer*in
Johann Zmeskal
DOI
10.25365/thesis.23720
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-30239.53807.279059-0
Link zu u:search
(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Theoretische Berechnungen sowie experimentelle Beobachtungen eines attraktiven Potentials zwischen K- Mesonen und Nukleonen haben in den letzten Jahrzehnten zur Vorhersage tiefgebundener kaonischer Zustände geführt, sogenannten kaonischen nuklearen Clustern. Basierend auf der Anti-Kaon Nukleon Wechselwirkung wird eine starke Komprimierung des Kerns abgeleitet, welche die Bildung von tiefgebundenen Zuständen ermöglichen soll. Die Eigenschaften dieser Zustände stehen unmittelbar in Zusammenhang mit der Stärke des attraktiven Potentials, sodass ihre Untersuchung eine Möglichkeit bieten könnte, um die Anti-Kaon Nukleon Wechselwirkung zu untersuchen. Über eine mögliche Entdeckung solcher Cluster wurde in den letzten Jahren von mehreren Kollaborationen berichtet. Vor allem aufgrund zu geringer Statistik war es aber bislang nicht möglich, ihre Existenz zu bestätigen oder zu verneinen. Die FOPI Kollaboration beteiligt sich an dieser Suche mit einem Fixed-Target Experiment, das an der GSI in Darmstadt ausgeführt wurde. Dazu wird die Reaktion p + p nach K+ + ppK- untersucht, bei welcher gemäß theoretischen Vorhersagen der fundamentale kaonische Cluster ppK- gebildet werden soll. Dabei spielt die Lambda(1405) Resonanz eine wesentliche Rolle, die gemäß dieser Vorhersagen als gebundener Zustand von pK- interpretiert werden kann und so eine Art Basiszustand bildet, welcher durch Bindung eines weiteren Protons in den tiefgebundenen Zustand ppK- propagieren kann. Dieser wiederum zerfällt möglicherweise mit einer hohen Wahrscheinlichkeit in ein Lambda-Hyperon und ein Proton. Zu diesem Zweck liefert der SIS-18 Beschleuniger an der GSI einen Protonenstrahl mit einer kinetischen Strahlenergie von 3.1 GeV, der auf ein Target, welches aus flüssigem Wasserstoff besteht, gelenkt wird. Die Zerfallsprodukte werden mit dem FOPI Spektrometer gemessen, welches mit einigen Erweiterungen an die Anforderungen des Experimentes angepasst wurde. Diese Arbeit präsentiert die Rekonstruktion des Lambda-Hyperons, welches im Endzustand der Reaktion p + p nach K+ + [Lambda + p] gebildet werden soll, anhand seines Zerfallskanals in ein pi- Meson und ein Proton. Für die Rekonstruktion des sekundären Vertizes wird die Invariant-Mass-Methode verwendet und es werden verschiedene Modelle diskutiert, um die Form des kombinatorischen Untergrundes zu beschreiben. Darüber hinaus wird eine Studie über in Frage kommender Vertex Cuts durchgeführt, die das rekonstruierte invariante Massenspektrum modifizieren, bevor der verbleibende modellierte Untergrund abgezogen werden kann.
Abstract
(Englisch)
In recent years, theoretical and experimental indications and studies of an attractive potential between K- mesons and nucleons have led to the prediction of deeply bound kaonic states, so-called kaonic nuclear clusters. The anti-kaon nucleon interaction has the effect that nuclei are largely compressed such that the formation of deeply bound states seems possible. The characteristics of these states are directly connected to the strength of the attractive potential, therefore the investigation of deeply bound states could offer a possibility to investigate the anti-kaon nucleon interaction. So far, there have been several experimental hints that indicate the existence of such bound states, but in particular limited statistics have not allowed to draw clear conclusions on their formation yet. The FOPI collaboration contributes to this search with a fixed target experiment at GSI in Darmstadt, investigating the reaction p + p into K+ + ppK- that involves the most fundamental and lightest possible kaonic nuclear cluster ppK-. In this reaction the Lambda(1405) resonance plays a special role as it can be interpreted as pK- bound state that serves as a doorway state to produce deeply bound ppK- clusters, which eventually decay with a large branching ratio into a Lambda-Hyperon and a proton. For this purpose, the SIS-18 accelerator at GSI delivers a proton beam of 3.1 GeV and the decay products are tracked with the FOPI spectrometer, which has been adjusted to this measurement by applying some modifications to its set-up. This thesis presents the reconstruction of the Lambda-Hyperon, which is involved in the p + p into K+ + [Lambda + p] final state, from its decay channel into a pi- meson and a proton. For the secondary vertex reconstruction the invariant mass technique is applied and several methods to model the combinatorial background are discussed. Furthermore a detailed study on possible vertex cut quantities is presented, which reduce the reconstructed invariant mass spectrum before the remaining combinatorial background can be subtracted.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
strangeness FOPI experiment deeply bound kaonic states QCD
Schlagwörter
(Deutsch)
Strangeness FOPI Experiment tiefgebundene kaonische Zustände QCD
Autor*innen
Katharina Isepp
Haupttitel (Englisch)
Study of strangeness production in p-p collisions at FOPI
Paralleltitel (Deutsch)
Untersuchung der Strangeness Produktion in p-p Kollisionen mit FOPI
Publikationsjahr
2012
Umfangsangabe
106 S.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Johann Zmeskal
Klassifikationen
33 Physik > 33.05 Experimentalphysik ,
33 Physik > 33.40 Kernphysik
AC Nummer
AC11045498
Utheses ID
21210
Studienkennzahl
UA | 066 | 876 | |