Untersuchung der Reaktion pp->ppK+X in Nähe der f0(980)-Resonanz

Abstract

Im Rahmen dieser Arbeit wurden Messungen zur assoziierten Strangenesserzeugung in der Nähe der Masse der f0(980)-Resonanz im Proton-Proton-Stoß analysiert. Die Auswertungen hinsichtlich der Reaktionskanäle pp->ppK+K-, pp->pK+Sigma0(1385) und pp->pK+Lambda(1405) ergaben, daß, bedingt durch die geringen Wirkungsquerschnitte in Verbindung mit der experimentell bedingten Methode der inklusiven Messung, lediglich obere Grenzen der Wirkungsquerschnitte ermittelt werden können.

Trotz der geringen Nachweiswahrscheinlichkeiten für Reaktionsprodukte der Hyperonenerzeugung konnte bei jedem Strahlimpuls eine Reihe von Ereignissen mit zwei Protonen und einem Kaon im Endzustand gefunden werden, die sich nicht mit der K+K--Erzeugung erklären lassen. Wie gezeigt wurde, existiert eine Vielzahl weiterer Reaktionskanäle, die ebenfalls die geforderten Signaturen erzeugen können und möglicherweise einen signifikanten Beitrag zur Zahl der gefundenen Ereignisse liefern. Damit kann auch erklärt werden, weshalb die Zahl der Ereignisse mit Treffern im Siliziumpaddetektor geringer ist, als bei den drei näher betrachteten Reaktionen zu erwarten ist.

Die hier ermittelten oberen Grenzen der K+K--Erzeugung stehen nicht im Widerspruch zu den in [Sib97] berechneten Werten. Folgt man den dortigen Rechnungen, so liegen die tatsächlichen Querschnitte noch um drei bis vier Größenordnungen niedriger. Erfolgversprechende Messungen zur Klärung des Verlaufes der Anregungsfunktion könnten demnach nur in Experimenten mit wesentlich höheren integrierten Luminositäten durchgeführt werden. Die sinnvollste Änderung gegenüber dem derzeitigen COSY-11-Aufbau wäare die Verwendung eines Targets höherer Dichte, wie zum Beispiel eines Flüssigwasserstoff- oder Festkörpertargets. Eine eindeutige Trennung des K+K--Kanals von der Hyperonenerzeugung wäare auch bei einem solchen Experiment nur in einer exklusiven Messung möglich.

Die aus den Analysen von Zweispurereignissen ermittelten absoluten Wirkungsquerschnitte der Reaktionen pp->pK+Lambda, pp->pK+Sigma, pp->pp omega(782) und pp->pp eta'(958) ergänzen die in Schwellennähe existierenden Daten und können trotz der großen Meßungenauigkeiten Hinweise über den Verlauf der jeweiligen Anregungsfunktion liefern. Die Auswertung der Ereignisse mit einem Proton und einem K+ im Endzustand belegen die Möglichkeit des Nachweises aller positiv geladenen Produkte der zu untersuchenden Reaktionen. Da dabei keine Signaturen des Sigma0(1385) und des Lambda(1405) gefunden werden konnten, können auch diese Analysen nicht zur Klärung der Anteile der unterschiedlichen Reaktionskanäle an der Zahl der gefundenen (ppK+)-Ereignisse beitragen.

Da zur K+K-- ebenso wie zur Lambda(1405)-Produktion lediglich obere Grenzen für die Wirkungsquerschnitte ermittelt werden konnten, können aus den hier vorgestellten Messungen keine Informationen sowohl über die innere Struktur der skalaren Mesonen f0(980) und a0(980) als auchüber die des Hyperons Lambda(1405) getroffen werden. Weitere Messungen an COSY-11 zwischen der K+K-- und der Lambda(1405)- sowie zwischen der Lambda(1405)- und der Sigma0(1385)-Produktionsschwelle können möglicherweise Aufschluß über die Anregungsfunktionen zur Erzeugung dieser beiden Hyperonen geben. Eventuell können so die Anteile der verschiedenen Reaktionskanäle an der Zahl der gefundenen (ppK+)-Ereignisse geklärt werden.

Doktorarbeit im PDF-Format (~4.2MB), andere Formate