Deutsche Physikalische Gesellschaft e. V. (DPG)

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E-Verhandlungen 1999
Programm und Abstracts der Sitzung HK 35

Suche nach Trineutron-Zuständen mit der ³He(p^-,p⁺)nnn Reaktion ^*

J. Gräter, R. Bilger, •H. Clement, R. Meier, J. Pätzold und G.J. Wagner für die CHAOS-Kollaboration
Physikalisches Institut der Universität Tübingen, Auf der Morgenstelle 14, 72076 Tübingen

Spekulationen um mögliche, bisher unentdeckte Zustände in Wenig-Nukleonen-Systemen erfreuen sich einer langen Tradition. Mit geeigneten NN-Wechselwirkungen werden sogar gebundene Zustände im System von 3 oder 4 Neutronen, dem sog. Trineutron ³n bzw. Tetraneutron ⁴n, erwartet. Zur experimentellen Untersuchung dieser Fragestellungen eignet sich insbesondere der pionische doppelte Ladungaustausch an He-Isotopen. In diesem Beitrag berichten wir über unsere Ergebnisse zum 3n-System aus Messungen der Reaktion ³He(p^-,p⁺)nnn bei T_p = 65 - 120 MeV, die mit dem CHAOS-Spektrometer am TRIUMF durchgeführt wurden [1]. Um die Bildungswahrscheinlichkeit derartiger Endzustände in dieser Reaktion zu erhöhen, wurden möglichst niedrige Pioneinschußenergien gewählt. Im Gegensatz zu früheren Messungen bei hohen Pionenergien, in denen man Anzeichen für eine Resonanz zu sehen glaubte, können wir in unseren Daten Anzeichen weder für einen gebundenen Zustand noch für eine kürzlich vorhergesagte Resonanz [2] im Trineutronsystem finden. Die extrahierten oberen Grenzen werden im Vergleich mit anderen Messungen diskutiert.

[1] J. Gräter et al., Eur. Phys. J. A in press
[2] A. Csótó, H. Oberhummer, R. Pichler, Phys. Rev. C53, 1589 (1998)
^*gefördert durch BMBF (06 TU 886) und DFG (Grad.kolleg Mu 705/3)

Elektroproduktion von Mesonen in Kernen

•J. Lehr, M. Effenberger und U. Mosel
Institut für Theoretische Physik, Universität Giessen

Im Rahmen eines semi-klassischen BUU-Transportmodells berechnen wir die Elektroproduktion von Pionen und Etas in Kernen im Resonanzbereich für Q² £ 1.0 GeV². Wir gehen zunächst auf die Parametrisierung der Q²-Abhängigkeit der einzelnen Beiträge zum elementaren g^*N® X-Wirkungsquerschnitt ein und diskutieren anschließ end verschiedene Kanäle des A(e,e¢)X-Prozesses für unterschiedliche Kerne.

Gefördert durch DFG und GSI Darmstadt

Die elektromagnetischen Polarisierbarkeiten des Neutrons

•K. Kossert für die A2-Kollaboration
II. Physikalisches Institut der Georg-August-Universität Göttingen, D-37073 Göttingen, Germany

Die elektromagnetischen Polarisierbarkeiten des Neutrons sind bisher durch Streuung langsamer Neutronen im Coulomb-Feld schwerer Kerne und durch Compton-Streuung am Neutron in der quasifreien Kinematik am Deuteron bei Photonenergien unterhalb der p-Schwelle mit unbefriedigend hohen statistischen sowie systematischen Fehlern bestimmt worden. Wir nutzen die Möglichkeit der Bestimmung der elektromagnetischen Polarisierbarkeiten des Neutrons mittels quasifreier Compton-Streuung oberhalb der Pion-Schwelle. Anhand der Ergebnisse eines ersten Experiments zur quasifreien Compton-Streuung am Proton des Deuterons mit TAPS wurde gezeigt, daß damit auch auf die differentiellen Wirkungsquerschnitte des freien Protons geschlossen werden kann[1]. Dies ist die Voraussetzung für ein geplantes Experiment am Neutron im Energiebereich von 200 bis 400 MeV [2]. Nach theoretischen Ansätzen von M.I. Levchuk et al. [3] können die differentiellen Wirkungsquerschnitte in der quasifreien Kinematik unter Berücksichtigung der Endzustandswechselwirkung berechnet werden.

[1] V. Kuhr, Dissertation, Universität Göttingen, 1998

[2] F. Wissmann et al., European Physical Journal A1(1998)193

[3] M.I. Levchuk et al., Few-Body Systems 16(1994)101

Messung der Comptonstreuung am Proton mit dem LARA-Experiment

•M. Camen für die A2-Kollaboration
II. Physiklisches Institut der Universität Göttingen, Germany

Mit dem LARA-Experiment wurden am MAMI differentielle Wirkungsquerschnitte für die Comptonstreuung am Proton für Primärenergien von 200-800 MeV unter Laborstreuwinkeln von 30-150^° gemessen [1,2]. Das Experiment, die Technik der Datenanalyse und vorläufige Daten werden vorgestellt.

Die Daten erweitern den vorhandenen Datensatz erheblich und ermöglichen einen Test der dispersionstheoretischen Vorhersagen [3].

[1] G. Galler, Dissertation, Univerität Göttingen (1998)

[2] S. Wolf, Dissertation, Univerität Göttingen (1998)

[3] A. I. L'vov, V. A. Petrun'kin, M. Schumacher,

 Phys. Rev. C55 (1997) 539

Virtuelle Compton-Streuung am pseudoskalaren Meson-Oktett

•T. Fuchs, B. Pasquini, C. Unkmeir und S. Scherer
Institut für Kernphysik, Johannes Gutenberg-Universität, J.J. Becher Weg 45, 55099 Mainz

Wir berechnen die Amplitude für virtuelle Compton-Streuung g^* p®gp am pseudoskalaren Mesonoktett im Rahmen der chiralen Störungstheorie in der Ordnung p⁴ der Impuls- und Quarkmassenentwicklung. Wenn man die Niederenergieamplitude in verallgemeinerte Born-Terme und einen Restanteil aufspaltet, dann läßt sich letzterer durch verallgemeinerte Dipolpolarisierbarkeiten beschreiben. Dabei handelt es ich um Funktionen des Viererimpulsquadrats des virtuellen Photons, die für reelle Photonen in die elektromagnetischen Polarisierbarkeiten der reellen Compton-Streuung übergehen. Experimentell kann die virtuelle Compton-Streuung mit Hilfe der Reaktion pe® pe g untersucht werden.

Compton Streuung am ⁴He im Bereich der D-Resonanz

•N. Lee, M. Schumacher und F. Wissmann
II. Physikalisches Institut der Georg-August-Universität Göttingen, D-37073 Göttingen

Oberhalb des Riesenresonanzgebietes ist die Streuamplitude der Compton-Streuung am Helium dominiert durch Beiträge der Photonstreuung an einzelnen Nukleonen. Daher läßt sich die ⁴ He-Streuamplitude im Rahmen der Impulsapproximation berechnen [1].

Bei der Berechnug dieser Amplitude bzw. des differentiellen Wirkungsquerschnittes wird ein spezielles Bezugssystem, des Breit-System, gewählt, so daß die Rückstoßenergie des Heliums nicht explizit berücksichtigt zu werden braucht.

Die mittels numerischer Rechnungen gewonnenen Daten geben den Verlauf des differentiellen Wirkungsquerschnitts in Vorwärtsrichtung richtig wieder. Unter größeren Winkeln (q_lab = 96^°, 136^°) zeigen sich aber Abweichungen von über 50 Prozent im Vergleich zu experimentell ermittelten Daten[2,3].

[1] R. Mach, Nucl. Phys. A 205 56-72 (1973)

[2] A. Kraus, Dissertation, Univerität Göttingen (1995)

[3] A. Kraus, et al.  Phys. Lett. B 432 45-50 (1998)

Untersuchung der Reaktion gp ® p h¢ von der Schwelle bis E_g = 2.6 GeV

•Harald van Pee für die SAPHIR-Kollaboration
Institut für Strahlen- und Kernphysik der Universität Bonn

Es wurden totaler und differentielle Wirkungsquerschnitte der h¢-Photoproduktion am Proton mittels energiemarkierter Photonen am ELSA-Beschleuniger gemessen.

Der SAPHIR-Detektor ermöglicht den Nachweis der Reaktion gp® p h¢ über den Zerfall h¢® p⁺ p^- h. Das h-Meson wird beim Zerfall in ungeladene Produkte über Energie- und Impulserhaltung nachgewiesen (3 Spuren). Die Einbeziehung der 3-Spur Ereignisse erhöht die Datenmenge der Analyse des geladenen h Zerfalls (h®p⁺p^-p⁰, 5 Spuren), die in Phys.Lett.B erscheinen wird, um nahezu eine Größenordnung.

Die Ergebnisse sind konsistent mit denen der Analyse der 5-Spur Daten: der steile Anstieg des Wirkungsquerschnitts an der Schwelle und der schnelle Abfall mit ansteigender Photonenergie weisen auf eine dominante Produktion über eine S₁₁-Resonanz hin. Der Anstieg der Produktions-Winkelverteilung des h¢-Mesons in Vorwärtsrichtung spricht für eine kohärente Anregung einer S₁₁- und P₁₁-Resonanz.

Doppel-Pion-Photoproduktion am Proton^*

•Winfried Langgärtner für die A2-Kollaboration
II. Physikalisches Institut, Universität Gießen

In den Jahren 1995/96 fanden am Mainzer Elektronenbeschleuniger MAMI Experimente zur Doppel-Pion-Photoproduktion am Proton mit dem TAPS-Spektrometer statt. Aus diesen Daten wurden die totalen Wirkungsquerschnitte bis zu einer Photonenenergie von 820 MeV für die Reaktionen p(g,p^op^o)p und p(g,p^op⁺)n bestimmt.

Vorhandene Ergebnisse [1] für die Reaktion p(g,p^op⁺)n stehen in Diskrepanz zu verschiedenen theoretischen Vorhersagen [2,3]. Ziel ist es, aus den neuen Daten Dalitz-Plots zu gewinnen, die Rückschlüsse auf den Reaktionsmechanismus erlauben.

Die Bestimmung des Wirkungsquerschnitts für die Doppel-p^o-Produktion an der Produktionsschwelle mit hoher Statistik ermöglicht, die Vorhersagen der Chiralen Störungstheorie [4] zu überprüfen. Für höhere Energien liegen einander widersprechende Modellrechnungen [2,3] vor, die unterschiedliche Reaktionsmechanismen annehmen. Ein Vergleich mit den experimentellen Ergebnissen sollte eine Klärung ermöglichen.

[1] A. Braghieri et al., Phys. Lett. B 363 (1995) 46

[2] L.Y. Murphy, J.M. Laget, DAPNIA-SPhN-96-10 (1996)

[3] J.A. Tejedor, E. Oset, Nucl. Phys. A600 (1996) 413

[4] V. Bernard et al., Nucl. Phys. A580 (1994) 475 * unterstützt von BMBF (06 GI 849 I) und SFB 201

Exklusive Messungen der 2p-Produktion im pp-Stoß an CELSIUS^*

•W. Brodowski, R. Bilger, H. Clement, J. Pätzold und G.J. Wagner für die PROMICE/WASA-Kollaboration
Physikalisches Institut, Universität Tübingen, Auf der Morgenstelle 14, 72076 Tübingen

Für die 2p-Produktion im NN-Stoß existieren für T_p < 800 MeV bisher keine detaillierten exklusiven Messungen, die Aufschluß über den Reaktionsmechanismus und die Rolle von Endzustandswechselwirkungen in pp, pN und NN-Subsystemen geben könnten. Am CELSIUS wurden daher mit dem WASA/PROMICE-Detektor exklusive Messungen der Reaktion pp ® ppp^-p⁺ im Bereich T_p = 650 - 775 MeV durchgeführt. Die extrahierten totalen Wirkungsquerschnitte liegen bis zu einer Größenordnung unter den Resultaten früherer inklusiver Messungen. Sie werden mit neueren Rechnungen [1] verglichen, die für diesen Energiebereich eine 2p-Produktion über die Roper-Resonanz als dominanten Prozeß vorhersagen mit der Folge, daß die Pionen in der s-Welle produziert werden. Experimentell kann dies in den Pionwinkelverteilungen und der invarianten Masse der Subsysteme untersucht werden. Von besonderem Interesse ist M_p⁺p^-, um Aufschluß über die pp-Wechselwirkung und möglicherweise den ominösen ABC-Effekt zu erhalten, der bisher nur in der 2p-Produktion zu Kernendzuständen beobachtet wurde. Abgesehen von diesen Fragestellungen ist die Suche nach schmalen pNN-Resonanzen ein zentrales Thema [2].
[1] L. Alvarez-Ruso et al., Nucl. Phys. A633 (1998) 519
[2] W. Brodowski et al., Z. Phys. A355 (1996) 5
^*gefördert durch BMBF (06 TU 886), DFG (Graduiertenkolleg Mu 705/3) und DAAD (313/S)

r-w-Interferenz in p[`p] ® p<sup>+</sup>p<sup>-</sup>h und in p[`p] ® p⁺p^-p⁰ in Ruhe

•Andreas Ehmanns (Crystal Barrel Kollaboration)
Universität Bonn

Inhalt dieses Beitrages ist die Analyse von Daten aus der Antiproton-Proton-Vernichtungen der Typen p[`p] ®p<sup>+</sup>p<sup>-</sup>h und p[`p] ® p⁺p^-p⁰, die mit dem Crystal Barrel Detektor am LEAR (CERN) aufgenommen wurden. Da das w(782) sowohl isoskalare als auch isovektorielle Anteile besitzt, kann es nicht nur über seinen dominanten Kanal p⁺p^-p⁰, sondern auch in p⁺p^- zerfallen. In Prozessen, in denen sowohl w- als auch r⁰- Mesonen produziert werden, kann der w® p⁺p^- Zerfallsmode mit r® p⁺p^- Zerfällen interferieren. Die Anpassungen der vom Vektor-Meson-Dominanzmodell vorhergesagten Linienform des r an die Projektion der p⁺p^--invarianten Masse erlauben eine Untersuchung der auftretenden Interferenzeffekte. Daraus lassen sich die relative Phase der Produktionsamplituden von r und w, sowie der Anteil zusätzlicher inkohärenter Beiträge bestimmen. Mit diesen Ergebnissen können Rückschlüsse auf Vorgänge bei der Vernichtung des Protoniums gezogen werden, sowie Überprüfungen

der Annihilationsmodelle erfolgen.

Lepton pair production from photon induced reactions

•E.L. Bratkovskaya, M. Effenberger und U. Mosel
Institut für Theoretische Physik, Universität Giessen

The dynamical study of e⁺e^- production in gA reactions at MAMI and CEBAF energies has been performed on the basis of the BUU transport approach. Different scenarios of in-medium modifications of vector mesons are investigated. The possibilities for the experimental observation of in-medium effects in gA reactions are discussed.

Supported by DFG and GSI Darmstadt

2p-Produktion im NN-Stoß an COSY-TOF^*

•A. Erhardt, J. Kreß, R. Bilger, H. Clement und G.J. Wagner für die COSY-TOF-Kollaboration
Physikalisches Institut, Universität Tübingen, Auf der Morgenstelle 14, 72076 Tübingen

Die 2p-Produktion ist insbesondere nahe der Schwelle bisher nur sehr fragmentarisch untersucht. Vor allem fehlt es an systematischen und detaillierten exklusiven Messungen, die Aufschluß über den bisher völlig ungeklärten Produktionsmechanismus, die Rolle von Endzustandswechselwirkungen im pp, pN und NN-Subsystemen oder bisher nicht geklärte Effekte in der 2p-Produktion zu Kernendzuständen (ABC-Effekt) geben können. Darüber hinaus eignet sich diese Reaktion hervorragend, um nach schmalen NN-entkoppelten Resonanzen im pNN-System oder Resonanzen in DD oder NN^*-Systemen zu suchen.
Nach Einbau des Zentralkalorimeters, das neben einer Energiebestimmung und Teilchenidentifikation auch eine p⁺/p^- Diskriminierung (delayed pulse technique) erlauben wird, werden mit dem TOF-Spektrometer an COSY ppp^-p⁺ Ereignisse kinematisch überbestimmt nachgewiesen werden können. Dies erlaubt eine präzise Vermessung differentieller Wirkungsquerschnitte, wie es zur Klärung obiger Fragestellungen erforderlich ist. Darüber hinaus wird sich in Kürze an COSY die weltweit einzigartige Möglichkeit bieten, diese Reaktion mit polarisiertem Strahl und Target zu vermessen und somit die mit obigen Fragestellungen eng verknüpften Spinfreiheitsgrade dieser Reaktion im Detail zu studieren.

^*gefördert durch BMBF (06 TU 886), DFG (Graduiertenkolleg Mu 705/3) und KFA Jülich (COSY 046)

Low-Energy-Verhalten leichter Mesonen in einem kovarianten Quarkmodell

•Ralf Ricken, Matthias Koll, André Kaufmann, Bernard Metsch und Herbert R. Petry
Institut fuer theoretische Kernphysik der Universitaet Bonn, Nus salle 14-16, 53115 Bonn

Ausgehend von einem kovarianten Quarkmodell für Mesonen werden einige Observ ablen im Hinblick auf ihr ``Low-Energy''-Verhalten untersucht. Das zugrundeliege nde Modell beruht auf der instantan genäherten Bethe-Salpeter-Gleichung und en thält neben einem phänomenologisch parametrisierten Confinement-Potential ei ne durch Instantoneffekte motivierte Restwechselwirkung. Auf diese Weise lassen sich sowohl die Spektren der leichten und schweren Mesonen, als auch zahlreiche elektroschwache Eigenschaften erfolgreich beschreiben.

Die spontane Brechung der chiralen Symmetrie durch die Instanton induzierte Wech selwirkung erlaubt die Beschreibung der pseudoskalaren Mesonen als masselose Gol dstone-Bosonen. Davon ausgehend können wir die Gell-Mann-Oakes-Renner-Relati onen (wie z.B. M²_p µ m_u/d) in unserem Modell überprüfen und erhalten auf diese Weise Abschätzungen für die Quarkkondensate im chiralen Limes. Außerdem werden der Formfaktor des Pions sowie der K_L3-Formfaktor hinsichtlich einiger Low-Energy-Theoreme untersucht.

Spinabhängigkeit  der  Reaktion  n p ® p p p^-  bei  mittleren
Energien

J. Franz, •H. Lacker, H. Schmitt, W. Schweiger und P. Sereni
Fakultät  für  Physik  der  Universität Freiburg in Zusammenarbeit mit  Paul Scherrer Institut,  DAPNIA CEN-Saclay,  JINR (DUBNA),  Universität Prag

Am Paul Scherrer Institut wurde mit dem polarisierten Neutronenstrahl die  Spinabhängigkeit  der  Reaktion n p ® p p p^- in einer exklusiven Messung von der Schwelle bis zu einer Maximalenergie von 570 MeV untersucht. Als Detektor wurde ein aus Driftkammern und Szintillationszählern bestehendes Flugzeitspektrometer eingesetzt, mit dem es möglich ist, eine nahezu vollständige Abdeckung des Phasenraums zu erreichen. Aus den gemessenen Spuren und Flugzeiten wird die Reaktion mit Hilfe eines kinematischen Fits rekonstruiert. Es werden erste Ergebnisse der Datenanalyse vorgestellt und diskutiert.

Gefördert vom BMBF.

Extraktion polarisierter Partonverteilungen beim HERMES Experiment

•M. Beckmann für die HERMES-Kollaboration
Fakultät für Physik der Universität Freiburg, Hermann-Herder-Str. 3, 79104 Freiburg i. Brsg.

Das HERMES Experiment am Elektronenspeicherring HERA nimmt seit Mitte 1995 Daten zur tief inelastischen Streuung polarisierter Positronen und Elektronen mit einem Impuls von 27.5 GeV/c an polarisierten atomaren 3He-, Protonen- und Deuteriumtargets zur Untersuchung der Spinstruktur des Nukleons. Der HERMES Detektor zeichnet sich durch eine gute Trennung von Leptonen und Hadronen aus. In den Jahren 1995 bis 1997 ermöglichte ein Schwellenerenkovzähler die Identifikation von Pionen, seit dem Jahr 1998 ist ein ringabbildender erenkovzähler im Einsatz, der darüberhinaus die Unterscheidung von Pionen, Kaonen und Protonen erlaubt.

Aus den gemessenen semiinklusiven Hadronasymmetrien an mehreren Targets lassen sich unter Einbeziehung der inklusiven Asymmetrien die polarisierten Partondichteverteilungen für up-, down- und Seequarks in einem Bereich von 0.023 £ x £ 0.6 bei einem mittleren Q² von 2.3 (GeV/c)² bestimmen.

Das Poster stellt eine der bei HERMES untersuchten Extraktionsmethoden im Detail vor. Damit ermittelte Ergebnisse für die polarisierten Quarkdichteverteilungen Du(x), Dd(x) und D[`q](x), die auf Asymmetriedaten an polarisierten 3He- und Protonentargets basieren, werden präsentiert.

Mit Unterstützung des BMBF.

Photoproduction of the L (1520) at SAPHIR Bonn

•Bert Wiegers
Physikalisches Institut der Universitaet Bonn, Nussallee 12, D-53115 Bonn

With the magnetic spectrometer SAPHIR at ELSA (University of Bonn) the photoproduction of multi particle final states is investigated in the energyrange up to 3.3 GeV. This poster adresses to the exclusive reaction: gp ® pK⁺K^-. The L (1520) is seen in the invariant mass of pK^- while in the invariant mass of K⁺K^- the f -meson clearly shows up. First results of the crossection and the angular distribution of the L (1520) in the photonenergy range between 1.4 and 1.9 GeV are presented.

MAID - Ein WWW-Programm zur Elektropionproduktion

•L. Tiator¹, O. Hanstein¹, S. Kamalov² und D. Drechsel^1
1Institut für Kernphysik, Universität Mainz
²Laboratory of Theoretical Physics, JINR Dubna, Russia

Auf dem WWW-Server des Instituts für Kernphysik der Universität Mainz wurde ein interaktives Programm MAID eingerichtet, das über das Internet frei zugänglich ist. Das Programm berechnet die Photo- und Elektroproduktion von Pionen am Nukleon im Rahmen eines unitären Isobarenmodells [1]. Die Kinematik kann über einen weiten Bereich von der Produktionsschwelle bis in die 2. Resonanzregion (W_cm = 1700 MeV) gewählt werden mit Impulsüberträgen bis Q² » 4 (GeV/c)². Auf der interaktiven Webseite können viele Modellparameter ausgewählt werden und optional Wirkungsquerschnitte, CGLN- oder Helizitätsamplituden und elektromagnetische Multipole berechnet werden.
URL-Adresse: http://www.kph.uni-mainz.de/T/maid/maid.html

[1] D. Drechsel et al., nucl-th/9807001, Nucl. Phys. A in print

Grenzen für die X_c und W_c Produktion in S-Kern Reaktionen

•Christian Busch für die WA89-Kollaboration
Max-Planck Institut für Kernphysik, Saupfercheckweg 1, 69117 Heidelberg

Das Experiment WA89 am Omega-Spektrometer des CERN-SPS verwendet einen 340 GeV/c S^--Strahl zur Produktion von Hadronen mit Charm-Quarkinhalt. Während in der Analyse der 1993 aufgenommenen Daten mehrere Hinweise auf die Produktion von X_c^+,0 und W_c^- gefunden wurden, liefern die 1994-er Daten keine klaren Anzeichen für die Produktion dieser Charm-Baryonen. Detaillierte Untersuchung der Analysemethode lassen den Schluss zu, dass nicht nur die statistische Signifikanz der 1994-er Daten, sondern auch die der in den früheren Messungen beobachteten Strukturen zu niedrig ist um einen Produktionswirkungsquerschnitt bestimmen zu können. Unter Zuhilfenahme theoretisch abgeschätzter Verzweigungsverhältnisse können deshalb nur obere Grenzen für die Produktionswirkungsquerschnitte von X_c⁰, X_c⁺ und W_c^- bestimmt werden. Diese Grenzen werden vorgestellt und mit den gemessenen Wirkungsquerschnitten für L_c und Charm-Mesonen verglichen.

[1] gefördert durch das BMBF unter Nr.05 5HD15I, 06 HD524I und 06 MZ5265

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Zuletzt geändert am 21.10.1999

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