Seltsame Hadronen und Antiprotonen als Proben heißer und dichter Kernmaterie in relativistischen Schwerionenkollisionen

• Main Author: Schade, Henry
• Other Authors: Technische Universität Dresden, Fakultät Mathematik und Naturwissenschaften
• Format: Doctoral Thesis
• Language: deu
• Published: Saechsische Landesbibliothek- Staats- und Universitaetsbibliothek Dresden 2011
• Subjects: Physik; Theoretische Physik; Schwerionenkollisionen; seltsame Hadronen; physics; theoretical physics; heavy-ion collisions; strange hadrons; ddc:539; ddc:530; rvk:UN 3300; rvk:UN 1600
• Online Access: http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:14-qucosa-64291; http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:14-qucosa-64291; http://www.qucosa.de/fileadmin/data/qucosa/documents/6429/Dissertation_HenrySchade.pdf

In relativistischen Schwerionenkollisionen spielen seltsame Teilchen bei der Untersuchung heißer und dichter Materie eine wichtige Rolle. Dazu wird die Produktion von Hadronen mit Strangeness-Inhalt mit Hilfe eines Transportmodells vom Boltzmann-Ühling-Uhlenbeck (BUU)-Typ numerisch behandelt. Aktuelle Messungen der HADES-Kollaboration bezüglich K+- - und phi-Spektren bilden dabei den entsprechenden experimentellen Rahmen. Darüber hinaus wird das doppelt-seltsame Hyperon Xi- unterhalb der freien NN-Produktionsschwelle analysiert. Hadronische Multiplizitäten, Transversalimpuls- und Rapiditätsspektren werden mit neuen experimentellen Ergebnissen verglichen. Weiterhin werden Massenverschiebungen im Medium, die nukleare Zustandsgleichung sowie das mittlere Feld der Nukleonen berücksichtigt. Neben der Untersuchung von Kern-Kern-Stößen bietet sich in Proton-Kern-Kollisionen ein Vergleich mit jüngsten ANKE-Daten im Hinblick auf die phi-Ausbeute an. Mit Hilfe des BUU-Transportcodes wurden Tranzparenzverhältnisse ermittelt und die Absorption von phi-Mesonen untersucht. Dabei sind sekundäre phi-Produktionskanäle, Isospin-Asymmetrie und Detektorakzeptanzen von Bedeutung und werden systematisch für verschiedene Systemgrößen analysiert. Die impulsintegrierten Boltzmann-Gleichungen dienen im Rahmen einer kinetischen Nichtgleichgewichtsdynamik der Beschreibung hochkomprimierter nuklearer Materie auf hadronischem Niveau, wie sie sowohl beim Urknall als auch bei ultra-relativistischen Schwerionenkollisionen auftritt. Diese Theorie wird am Beispiel von Antiprotonen untersucht und unter Berücksichtigung verschiedener Expansionsmodelle numerisch ausgewertet. Dabei wird die Evolution der Proton- und Antiprotondichten bis zum Ausfrieren für SPS- und RHIC-Energien mittels eines hadro-chemischen Resonanzgasmodells als möglicher Lösungsansatz des "Antiproton-Puzzles" analysiert. Diskutiert wird darüber hinaus das Verhalten baryonischer Materie und Antimaterie im frühen Universum und der adiabatische Pfad kosmischer Materie im QCD-Phasendiagramm. === Strange particles play an important role as probes of relativistic heavy-ion collisions where hot and dense matter is studied. The focus of this thesis is on the production of strange particles within a transport model of Boltzmann-Ühling-Uhlenbeck (BUU) type. Current data of the HADES Collaboration concerning K+- and phi spectra provide the appropriate experimental framework. Moreover, the double-strange hyperon Xi- is analyzed below the free NN production threshold. Hadron multiplicities, transverse-momentum and rapidity spectra are compared with recent experimental data. Further important issues are in-medium mass shifts, the nuclear equation of state as well as the mean field of nucleons. Besides the study of AA collisions a comparison with recent ANKE data regarding the phi yield in pA collisions is done. Transparency ratios are determined and primarily investigated for absorption of phi mesons by means of the BUU transport code. Thereby, secondary phi production channels, isospin asymmetry and detector acceptance are important issues. A systematic analysis is presented for different system sizes. The momentum integrated Boltzmann equations describe dense nuclear matter on a hadronic level appearing in the Big Bang as well as in little bangs, in the context of kinetic off-equilibrium dynamics. This theory is applied to antiprotons and numerically calculated under consideration of various expansion models. Here, the evolution of proton- and antiproton densities till freeze-out is analyzed for ultra-relativistic heavy-ion collisions within a hadrochemic resonance gas model acting as a possible ansatz for solving the "antiproton puzzle". Furthermore, baryonic matter and antimatter is investigated in the early universe and the adiabatic path of cosmic matter is sketched in the QCD phase diagram.