PhD Thesis Volker Serfling

Temperaturmessungen in ¹⁹⁷Au + ¹⁹⁷Au Reaktionen bei Energien zwischen 50 und 200 AMeV

Frankfurt, 1997

Summary:	In Au+Au-Kollisionen wurden bei Einschussenergien zwischen 50 und 200 A MeV die Temperaturen aus angeregten Zuständen und aus Isotopenverhältnissen bestimmt. Die ursprüngliche Idee, den in einem früheren Experiment modellabhängig bestimmten Feedingfaktor bei den Isotopenthermometern mittels der Temperaturen aus den angeregten Zuständen zu bestimmen, konnte nicht verwirklicht werden, da die beiden Methoden mit steigender Strahlenergie verschiedene Temperaturwerte anzeigen. Mit Hilfe eines quantenstatistischen Modells (QSM) konnte gezeigt werden, dass diese Temperaturdifferenz nicht mit dem Einfluss des sequentiellen Zerfalls hochangeregter Kernfragmente erklärt werden kann. Stattdessen könnte ein Zusammenhang mit dem in diesem Energiebereich einsetzenden kollektiven Teilchenflusses bestehen. Unter der Annahme, dass die Grundzustände zeitlich früher gebildet werden als die angeregten Zustände, kann die Temperaturdifferenz durch adiabatische Expansion der Kernmaterie erklärt werden. Diese Anschauung stellt sicherlich noch nicht die endgültige Erklärung des beobachteten Phänomens dar. So ist die konstante Zeitdifferenz zwischen den Ausfrierbedingungen noch nicht endgültig verstanden. Sie könnte allerdings die Zeit darstellen, die das System benötigt, um die Gas- und die Flüssigphase zu entmischen. So bleiben für kommende Experimente noch diverse Fragen zu klären. Mit Hilfe eines Detektorsystems, das den vollen Raumwinkel ( 4 pi) abdeckt, könnte untersucht werden, inwieweit die Fragmente, die zur Isotopentemperatur beitragen, aus der gleichen Quelle stammen, wie die Zerfallsprodukte der angeregten Zustände. Ferner kann die Temperatur in Abhängigkeit der Geschwindigkeit der Teilchen untersucht werden, um mehr über die Thermodynamik der Reaktion zu erfahren. Desweiteren lässt sich mit einem hochauflösenden Detektorsystem bestimmen, inwieweit die angeregten Zustände in diesem Energiebereich überhaupt noch thermisch besetzt sind. Dies wurde bei kleineren Strahlenergien mit dem 10B-Isotop, das sehr viele scharfe Zustände besitzt, bereits durchgeführt. In jedem Fall ergibt sich aus dem Unterschied der Temperatur aus den angeregten Zuständen und den Isotopenverhältnissen die Möglichkeit etwas über den Fragmentformationsprozess zu lernen. Wenn man sich den Kern aus stossenden Nukleonen vorstellt, sollte sich der Fragmentbildungsprozess als Ratengleichung beschreiben lassen. Fragmente können durch Stösse gebildet und auch wieder zerstört werden. Sind die Wirkungsquerschnitte für die Zerstörung der verschiedenen Fragmentsorten (Grundzustände, angeregte Zustände) unterschiedlich, so werden diese zu unterschiedlich Zeiten ausfrieren. So ist es durchaus vorstellbar, dass angeregte scharfe Zustände knapp oberhalb der Teilchenzerfallsschwelle bereits in einer Art Molekülkonfiguration vorliegen und im heissen sie umgebenden nuklearen Medium einen grossen Wirkungsquerschnitt bezüglich ihrer Zerstörung besitzen. Diese frieren dann erst aus, wenn die Materie genügend abgekühlt ist. Mit dem Nachweis der Temperaturdifferenz zwischen den unterschiedlichen Thermometern gelang es zum ersten Mal einen Angriffspunkt für die Thematik des Fragmentbildungprozesses zu finden.
Paper:	Postscript 120 pages (5500 kb) TeX Sources
Figures:	Abb. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64 By filename

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