Inhaltszusammenfassung

Die Frage nach der Existenz von Physik jenseits des Standardmodells der Teilchenphysik ist eine der wichtigsten Fragestellungen der Physik. Physik jenseits des Standardmodells wird in zwei Forschungsrichtungen gesucht. Die eine ist die direkte Suche nach neuen schweren Teilchen im Bereich der Hochenergie-Physik auf der TeV Skala. Die zweite ist die Suche nach neuen Resonanzen oder Abweichungen zwischen Experiment und Theorie auf dem Gebiet der Niederenergie-Präzisions-Physik. Diese Arbeit lei...Die Frage nach der Existenz von Physik jenseits des Standardmodells der Teilchenphysik ist eine der wichtigsten Fragestellungen der Physik. Physik jenseits des Standardmodells wird in zwei Forschungsrichtungen gesucht. Die eine ist die direkte Suche nach neuen schweren Teilchen im Bereich der Hochenergie-Physik auf der TeV Skala. Die zweite ist die Suche nach neuen Resonanzen oder Abweichungen zwischen Experiment und Theorie auf dem Gebiet der Niederenergie-Präzisions-Physik. Diese Arbeit leistet einen Beitrag in letzterem Bereich und beschäftigt sich mit der Standardmodellvorhersage des anomalen magnetischen Moments des Myons a_mu. Diese physikalische Größe beschreibt die Wechselwirkung eines Myons mit einem externen elektromagnetischen Feld. Sie wurde experimentell mit einer relativen Genauigkeit von 0,5*10^(-6) bestimmt. Allerdings weicht der gemessene Wert um mehr als drei Standardabweichungen von der theoretischen Vorhersage ab. In der Berechnung von a_mu treten neben den Beiträgen der Quantenelektrodynamik auch Korrekturbeiträge der schwachen Wechselwirkung und der Quantenchromodynamik (QCD) auf. Im Gegensatz zu den beiden anderen Beiträgen kann der QCD-Beitrag nicht störungstheoretisch berechnet werden. Er besteht aus dem hadronischen Vakuumpolarisations-Beitrag und dem hadronischen Licht-an-Licht-Streuungs-Beitrag. Letzterer kann mittels des Optischen Theorems auf hadronische Wirkungsquerschnitte zurückgeführt werden. Diese wiederum können in Elektron-Positron Vernichtungsreaktionen experimentell gemessen werden. In dieser Arbeit wird der Wirkungsquerschnitt des Prozesses e+e- -> pi+pi-2pi0 experimentell bestimmt, welcher einen großen Beitrag zur Unsicherheit des Vakuumpolarisations-Beitrages von a_mu liefert. Der Vakuumpolarisationsanteil von a_mu wird vom Wirkungsquerschnitt unterhalb von 1,8 GeV dominiert. Das Ziel ist es, diese Unsicherheit durch eine Präzisionsmessung zu reduzieren. Diese Messung wird mit Daten des BESIII-Experiments am BEPCII-Beschleunigerzetrum in Peking, China, durchgeführt. Es werden Daten verwendet, deren Schwerpunktsenergie der Elektron-Positron-Kollision von 3,773 GeV entsprechen. Daher wird die Methode der Abstrahlung eines Photons im Anfangszustand angewendet. Diese Methode ermöglicht es, den Wirkungsquerschnitt als kontinuierliches Spektrum unterhalb einer Energie der Schwerpunktsenergie zu messen. Um die für a_mu notwendige Präzision zu erreichen, sind neben der Messung des Wirkungsquerschnitts des Prozesses e+e- -> pi+pi-2pi0 Effizienzstudien der pi0 Rekonstruktion, sowie genaue Messungen der Wirkungsquerschnitte der Prozesse e+e- -> pi+pi-3pi0 und e+e- -> pi+pi-3pi0gamma_ISR erforderlich. Diese treten als Untergrundbeiträge zu e+e- -> pi+pi-2pi0 auf. Dadurch ist es gelungen den systematischen Fehler der Messung auf etwa 3% in dem für a_mu wichtigen Bereich des e+e- -> pi+pi-2pi0 Wirkungsquerschnitts zu minimieren. Auch der Wirkungsquerschnitt des Prozesses e+e- -> pi+pi-3pi0 wird in dieser Arbeit behandelt.» weiterlesen» einklappen

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DDC Sachgruppe:
Physik