Freiburg 1999 – wissenschaftliches Programm

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HK: Physik der Hadronen und Kerne

HK 22: Elektromagnetische und hadronische Proben IV

HK 22.2: Gruppenbericht

Dienstag, 23. März 1999, 14:15–14:45, E

Photoproduktion von η-Mesonen an leichten Kernen nahe der Schwelle [1] — •V. Hejny — II. Physikalisches Institut, Universität Gießen

Die Untersuchung der Produktion von η-Mesonen nahe der Schwelle ist in mehrfacher Hinsicht von Interesse. Zum einen ist mit dieser Methode eine gezielte Untersuchung der S₁₁(1535)-Resonanz möglich, da diese im betrachteten Energiebereich (E_γ<820 MeV) die dominierende Quelle zur Produktion von η-Mesonen darstellt. Eine der offenen Fragen ist hierbei die Isospinstruktur der elektromagnetischen Übergangsamplitude. Aktuelle Messungen[2] zeigen hier Inkonsistenzen zwischen Resultaten, die aus der quasifreien und der kohärenten η-Produktion am Deuteron gewonnen wurden. Andererseits ist gerade die starke Kopplung der S₁₁-Resonanz an den ηN-Zerfallskanal im Rahmen theoretischer Modelle noch nicht verstanden. Die Beurteilung neuerer theoretischer Ansätze[3] ist dabei nur über genaue Messungen der verschiedensten Reaktionskanäle möglich.

In den Jahren 1995/96 fanden mit dem TAPS-Spektrometer am Mainzer Elektronenbeschleuniger MAMI eine Reihe von Experimenten mit reellen Photonen statt. Die Photoproduktion von η-Mesonen wurde dabei in den Reaktionen γ + d —→ η + X and γ + ⁴He —→ η + X untersucht. Zur Untersuchung der Reaktion am gebundenen Nukleon wurde der Standardaufbau um eine dedizierte Vorwärtswand zur Identifikation der Rückstoßteilchen erweitert. Dies ermöglichte einen gezielten Vergleich der Produktionsquerschnitte an Proton und Neutron für einen schwach (d) und einen stark gebundenen Kern (⁴He).

Für den kohärenten Produktionskanal am Deuteron konnte der Rückstoßkern in Koinzindenz mit dem erzeugten η-Meson nachgewiesen werden. Dadurch war eine saubere, untergrundfreie Identifikation dieser Ereignisse möglich. Die Ergebnisse werden mit [2] verglichen.

Dem gegenüber ist die kohärente Produktion an ⁴He sehr sensitiv auf Beiträge anderer Resonanzen bzw. auf Vektoraustauschterme, da die S₁₁ wegen der beteiligten Drehimpulse stark unterdrückt ist. Die Querschnitte liegen jedoch unterhalb der Nachweisgrenze dieses Experimentes, so daß hier lediglich obere Grenzen angegeben werden können.

Bei beiden Kernen kann in den ersten 30 MeV oberhalb der quasifreien Schwelle eine Überhöhung im inklusiven Wirkungsquerschnitt beobachtet werden. Hier werden mögliche Erklärungen dargestellt und diskutiert.

[1] unterstützt von BMBF und SFB 201

[2] Hoffmann-Rothe et al. (Phys. Rev. Lett. 78 (1997))

[3] Glozman et al. (Phys. Lett. B366), Kaiser et al. (Phys. Lett. B362)