Inhaltszusammenfassung

Mit PANDA entsteht ein Hadronenphysikexperiment an der neuen Beschleunigeranlage FAIR in Darmstadt, Deutschland. Dabei ermöglicht der gespeicherte Antiprotonenstrahl des HESR Speicherrings die Produktion hoher Raten von Hyperon-Antihyperon-Paaren mit ein- und mehrfacher Strangeness. Dies erlaubt mehrere Experimente im Strangeness-Sektor, wobei besonders die Wechselwirkung von (Anti-)Hyperonen und Kernmaterie untersucht werden kann, die ein wichtiger Baustein ist, um das “Hyperon-Puzzle” im Ze...Mit PANDA entsteht ein Hadronenphysikexperiment an der neuen Beschleunigeranlage FAIR in Darmstadt, Deutschland. Dabei ermöglicht der gespeicherte Antiprotonenstrahl des HESR Speicherrings die Produktion hoher Raten von Hyperon-Antihyperon-Paaren mit ein- und mehrfacher Strangeness. Dies erlaubt mehrere Experimente im Strangeness-Sektor, wobei besonders die Wechselwirkung von (Anti-)Hyperonen und Kernmaterie untersucht werden kann, die ein wichtiger Baustein ist, um das “Hyperon-Puzzle” im Zentrum von Neutronensternen zu lösen. Dabei wird die hohe Modularität des PANDA-Spektrometers benutzt, welche es erlaubt einzelne Detektorkomponenten für spezifische Experimente auszutauschen. Besonders das Hyperatom-sowie das Hyperkernexperiment machen davon Gebrauch. Diese Experimente benötigen zwin-gend einen hochauflösenden γ-Detektor: PANGEA. Das PANda GErmanium Array besteht aus insgesamt 60 hochreinen Germaniumkristallen in 20 Kryostaten. Die Optimierung der Anordnung dieser Detektoren sowie deren Integration innerhalb von PANDA werden in dieser Arbeit diskutiert. Zusätzlich wird der Einfluss des hadronischen Untergrunds während der Experimente untersucht. Insbesondere schnelle Neutronen führen zu Strahlenschäden innerhalb der hochreinen Germaniumkristalle, was die hohe intrinsische Energieauflösung verringert. Dieser Einfluss wurde experimentell in zwei Bestrahlungstests am COSY Protonenbeschleuniger in Jülich, Deutschland, mit bis zu 5,6*10^9 Neutronen/cm^2 untersucht. Durch die digitale Analyse der Pulsformen konnte ein großer Anteil der Auflösungsverluste bei der Energiemessung korrigiert werden. Das thermische Ausheilen der Kristalle nach der Bestrahlung im Labor konnte die ursprüngliche Energieauflösung wiederherstellen. Trotz alledem müssen die Einflüsse der Bestrahlung bei der Studie zur Machbarkeit des Hyperatomexperiments berücksichtigt werden. PANDA wird das erste Experiment weltweit sein, das die Wechselwirkung von Ξ−-Hyperonen und vornehmlich Neutronen in der neutronendominierten Peripherie von Ξ^−-Pb-208 Hyperatomen untersuchen kann. Simulationen zeigen, dass mehrere experimentelle Observablen eine Bestimmung sowohl des Real- als auch des Imaginärteils des optischen Potentials von Ξ^−-Hyperonen mit einer Genauigkeit von ±1 MeV ermöglichen.» weiterlesen» einklappen

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DDC Sachgruppe:
Physik