Koala Experiment

Für die Analyse der beim PANDA-Experiment aufgenommenen Daten ist eine präzise Kenntnis des differentiellen elastischen (Anti-)Proton-Proton-Wirkungsquerschnitts unerlässlich, da sie die Grundlage für eine genaue Luminositätsbestimmung bildet. Wie beim Rutherford-Experiment lässt sich die Luminosität über die Zählrate elastischer (Anti-)Proton-Proton-Streuungen ermitteln, wobei der differentielle Wirkungsquerschnitt der Reaktion als Referenzgröße dient. Gerade im Bereich kleiner Impulsüberträge, wo Coulomb- und Nuklearstreuung interferieren, sind die vorhandenen Daten bislang unzureichend. Hier setzt das KOALA-Experiment an: Das Experiment misst den differentiellen elastischen (Anti-)Proton-Proton-Wirkungsquerschnitt über einen weiten Impulsübertragsbereich mit hoher Genauigkeit und ermöglicht so eine zuverlässige Luminositätsbestimmung für das PANDA-Experiment. Die Messung basiert auf einer Koinzidenz aus vorwärtsgestreutem (Anti-)Proton und Rückstoßproton. Das dafür benötigte interne kryogene Target wird in unserer Arbeitsgruppe entwickelt und gefertigt. 

Aus dieser ursprünglichen Aufgabenstellung hat sich ein eigenständiges Experiment für den Teilchenbeschleuniger SIS18 entwickelt, das in den kommenden Jahren in der Experimentierhalle „Cave C“ an der GSI in Darmstadt durchgeführt wird. Die Messungen werden nicht nur für die Luminositätsbestimmung beim PANDA-Experiment bedeutend sein, sondern auch neue Erkenntnisse über die starke Wechselwirkung im Niedrigenergiebereich liefern. 

Die Targetquelle für das KOALA-Experiment im Cave C befindet sich derzeit in der Entwicklung. Vor dem Einbau in das Experiment werden zahlreiche Tests durchgeführt, um ihre Eigenschaften genau zu charakterisieren und gezielt anzupassen.