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Forschungsschwerpunkte 2003 - 2004    zurück    weiter

Kernreaktionen bei höchsten Energien   Die experimentelle Untersuchung von Kollisionen schwerer Atomkerne testet die Theorie der starken Wechselwirkung, die Quantenchromodynamik (QCD), im Bereich von Temperaturen und Dichten, die vergleichbar sind mit dem Zustand des Universums wenige Mikrosekunden nach dem Urknall. Unter diesen Bedingungen wird erwartet, dass die Farbladungsträger der QCD (Quarks und Gluonen) anders als in gewöhnlicher Kernmaterie nicht in Hadronen eingeschlossen sind. Dieser Zustand, in dem Quarks und Gluonen die relevanten Freiheitsgrade darstellen, wird Quark-Gluon-Plasma (QGP) genannt. Im Rahmen des PHENIX-Experiments am Teilchenbeschleuniger RHIC in den USA wurden von unserer Gruppe neutrale Pionen und Eta-Mesonen bei hohen Transversalimpulsen gemessen. Dabei zeigte sich, dass in zentralen Kollisionen von Goldatomkernen die Teilchenproduktion bei hohen Transversalimpulsen relativ zur Erwartung aus elementaren Proton-Proton-Stößen stark unterdrückt ist. In Deuteron-Gold-Kollisionen, in denen sich kein Quark-Gluon-Plasma bilden sollte, wird diese Unterdrückung nicht beobachtet. Die Messergebnisse lassen sich auf natürliche Weise durch den Energieverlust schneller Quarks und Gluonen im Quark-Gluon-Plasma erklären (Jet-Quenching). In diesem Modell sollten Photonen aus der frühen Phase einer Kern-Kern-Kollision nicht unterdrückt sein, da sie praktisch nicht mit der erzeugten hochverdichteten Kernmaterie wechselwirken. Genau dieses Verhalten wurde von unserer Arbeitsgruppe in der Messung direkter Photonen bei hohen Transversalimpulsen beobachtet. Insgesamt zeigen die Experimente am RHIC, dass der erzeugte Materiezustand Eigenschaften einer (perfekten) Flüssigkeit ohne innere Reibung besitzt und nicht als ideales Gas aus Quarks und Gluonen betrachtet werden kann. Zur Vorbereitung des ALICE-Experiments am Teilchenbeschleuniger LHC des CERN arbeitet die Münsteraner Gruppe am Aufbau eines Übergangsstrahlungsdetektors, der aus 540 Einzeldetektoren bestehen wird. In Münster wurden dazu die Radiatoren für diesen Detektor produziert. Zusätzlich wurden weitere Entwicklungsaufgaben übernommen, u.a. die berührungslose Messung der Drahtspannung zur Qualitätssicherung der Drahtkammern des Übergangsstrahlungs-detektors sowie die Teilchenidentifizierung mit Hilfe neuronaler Netze. Drittmittelgeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung, GSI Darmstadt Beteiligte Wissenschaftler: Dipl.-Phys. C. Baumann, Dr. D. Bucher, Dipl.-Phys. H. Gottschlag, Dr. C. Klein-Bösing, Dr. K. Reygers, Prof. Dr. R. Santo; Prof. Dr. J. P. Wessels, Dipl.-Phys. B. Sahlmüller, Dipl.-Phys. A. Wilk, Dipl.-Phys. O. Zaudtke sowie Wissenschaftler der ALICE-Kollaboration, der PHENIX-Kollaboration und der WA98-Kollaboration. Veröffentlichungen: 1. Formation of dense partonic matter in relativistic nucleus nucleus collisions at RHIC: Experimental evaluation by the PHENIX collaboration,K. Adcox et al., PHENIX Kollaboration,Eingereicht bei Nucl. Phys. A (nucl-ex/0410003) 2. Production of &phi2; Mesons at mid-rapidity in= 200 GeV Au+Au Collisions at RHIC S.S. Adler et al., PHENIX Kollaboration,Eingereicht bei Phys. Rev. C (nucl-ex/0410012) 3. Centrality Dependence of Charm Production from Single electrons in Au+Au Collisions at= 200 GeV, S.S. Adler et al., PHENIX Kollaboration,Phys. Rev. Lett. 94, 082301 (2005) 4. Systematic Studies of the Centrality and Dependence of dET/dη and dNch/dη in Heavy Ion Collisions at Mid-Rapidity, S.S. Adler et al., PHENIX Kollaboration,Phys. Rev. C 71, 034908 (2005) 5. Jet Structure of Baryon Excess in Au + Au Collisions at= 200 GeV,S.S. Adler et al., PHENIX Kollaboration,Eingereicht bei Phys. Rev. Lett. (nucl-ex/0408007) 6. Deuteron and Anti-deuteron Production at= 200 GeV,S.S. Adler et al., PHENIX Kollaboration,Eingereicht bei Phys. Rev. Lett. (nucl-ex/0406004) 7. Double Helicity Asymmetry in Inclusive Mid-Rapidity π0 Production for Polarized p+p Collisions at= 200 GeVS.S. Adler et al., PHENIX Kollaboration, Phys. Rev. Lett. 93, 202002 (2004) 8. Bose-Einstein Correlations of Charged Pion Pairs in Au+Au Collisions at = 200 GeVS.S. Adler et al., PHENIX Kollaboration,Phys. Rev. Lett. 93, 152302 (2004) 9. Interferometry of Direct Photons in Central 280Pb+208Pb Collisions at 158A GeV,M. M. Aggarwal et al., WA98 KollaborationPhys. Rev. Lett. 93, 022301 (2004) 10. Measurement of Non-Random Event-by-Event Average Transverse Momentum Fluctuations = 200 GeV in Au+Au Collisions,S.S. Adler et al., PHENIX Kollaboration,Phys. Rev. Lett. 93, 092301 (2004) 11. High-pT Charged Hadron Suppression in Au+Au Collisions at = 200 GeV,S.S. Adler et al., PHENIX Kollaboration,Phys. Rev. C 69, 034910 (2004) 12. J/Ψ production from proton proton collisions at = 200 GeV, S.S. Adler et al., PHENIX Kollaboration,Phys. Rev. Lett. 92, 051802 (2004) 13. Identified Charged Particle Spectra and Yields in Au-Au Collisions at = 200 GeV,S.S. Adler et al., PHENIX Kollaboration,Phys. Rev. C 69, 034909 (2004) 14. Single identified hadron spectra from= 130 GeV Au + Au collision,S.S. Adler et al., PHENIX Kollaboration,Phys. Rev. C 69, 024904 (2004) 15. Absence of Suppression in Particle Production at Large Transverse Momentum in = 200 GeV d+Au Collisions, S.S. Adler et al., PHENIX Kollaboration, Phys. Rev. Lett. 91, 072303 (2003) 16. Elliptic Flow of Identified Hadrons in Au+Au Collisions at= 200 GeV, S.S. Adler et al., PHENIX Kollaboration, Phys. Rev. Lett. 91, 182301 (2003) 17. J/Ψ production in Au - Au collisions at= 200 GeV at the Relativistic Heavy Ion Collider S.S. Adler et al., PHENIX Kollaboration, Phys. Rev. C 69, 014901 (2004) 18. Scaling properties of proton and anti-proton production in= 200 GeV Au + Au collisionsS.S. Adler et al., PHENIX Kollaboration,Phys. Rev. Lett. 91, 172301 (2003) 19. The ALICE transition radiation detectorT. Mahmoud et al., ALICE TRD KollaborationNucl. Instr. Meth. Phys. Res. A502 (2003) 127-132 20. Suppressed π0 Production at Large Transverse Momentum in Central Au+ Au Collisions at= 200 GeV, S.S. Adler et al., PHENIX Kollaboration,Phys. Rev. Lett. 91, 072301 (2003) 21. Mid-rapidity Neutral Pion Production in Proton Proton Collisions at= 200 GeV,S.S. Adler et al., PHENIX Kollaboration, Phys. Rev. Lett. 91, 241803 (2003) 22. Pulse height measurements and electron attachment in drift chambers operated with Xe, CO2 mixtures. Andronic et al, ALICE KollaborationNucl. Instr. Meth. Phys. Res. A498 (2003) 143 23. One-, two-, and three-particle distributions from 158 A GeV/c central Pb+Pb collisionsM. M. Aggarwal et al., WA98 KollaborationPhys. Rev. C 67, 014906 (2003) 24. Centrality Dependence of the high pT Charged Hadron Suppression in Au+Au Collisions at= 130 GeV, K. Adcox et al., PHENIX Kollaboration, Phys. Lett. B 561, 82 (2003) 25. Centrality dependence of charged neutral particle fluctuations in 158 AGeV 208Pb+208Pb collisionsM. M. Aggarwal et al., WA98 KollaborationPhys. Rev. C 67, 044901 (2003)