PhD Thesis Joachim Hubele

Untersuchung der Multi-Fragment-Produktion in asymmetrischen Schwerionenreaktionen bei E/A = 600 MeV

Frankfurt, 1991

Summary: In dieser Arbeit wird die Fragmentation von Au ­ Projektilen in Kollisionen mit leichten Target­kernen ( 12C, 27Al, 64Cu) bei einer Projektilenergie von 600 MeV pro Nukleon untersucht. Die inverse Kinematik erlaubt den fast vollständiger Nachweis aller Projektilfragmente im ALADIN­Spektrometer. Zur Bestimmung der Geschwindigkeit und der Ladung von Fragmenten mit Z >= 2 wurde eine Flugzeitwand hoher Granularität entwickelt und aufgebaut. Darüberhinaus wurden leichte Teilchen aus dem mittleren Rapiditätsbereich mit einer Si ­ CsI ­ Hodoskop nachgewiesen.

Zur Beschreibung eines Ereignisses werden drei Observablen herangezogen: die Multiplizität Mlp der in dem Si ­ CsI ­ Hodoskop nachgewiesenen leichten Teilchen, die größte beobachtete Ladung Zmax der Projektilfragmente, sowie eine neu eingeführte Observable Zbound , die als die Summe aller in komplexen Projektilfragmenten (Z >= 2) enthaltenen Ladung definiert ist. Mit Hilfe dieser Observablen können verschiedene Ausgangskanäle identifiziert werden: die Bildung eines schweren Restkerns durch Evaporation leichter Teilchen, die binäre Spaltung, den Zerfall in IMFs (3 <= Z <= 30) und den vollständigen Zerfall in leichte Teilchen ('Verdampfung' des Kerns). Bei der verwendeten Einschußenergie kann im Falle von Au + Cu ­ Reaktionen jeder dieser Zerfallskanäle realisiert werden.

Die Observablen Zbound und Mlp erweisen sich als geeignete Größe zur Rekonstruktion des Stoßparameters einer Kollision und damit zur Bestimmung der Reaktionsgeometrie. Darüberhinaus findet man unabhängig vom Target eine universelle Relation zwischen Z bound und der Multiplizitätsverteilung mittelschwerer Fragmente. Mit einfachen Modellannahmen wird plausibel gemacht, daß Zbound sowohl mit der Größe des Projektilrests als auch im Mittel mit dessen Anregungsenergie korreliert ist.

Zur Charakterisierung des Zerfalls in IMFs wird die Multiplizität Mimf dieser Fragmente verwendet. Für alle drei Targets beobachtet man mit zunehmender Zentralität zunächst ein Anwachsen der mittleren Fragmentmultiplizität auf maximale Werte von 3 ­ 4. Im Falle des Cu ­ Targets, und andeutungsweise auch beim Al ­ Target, findet man bei den zentralsten Stößen wieder eine Abnahme der Multiplizität. Da das Maximum der IMF ­ Multiplizität bei jedem Target bei gleichem Zbound , jedoch bei verschiedenen Stoßparametern entsprechend einem Projektilrest von 150 Nukleonen auftritt, wird vermutet, daß die Reaktionsgeometrie und somit die Dynamik der Kollision bei der Fragmentproduktion nur eine untergeordnete Rolle spielt. Das universelle Z bound ­ Verhalten ist ein Hinweis auf eine ­ zumindest teilweise ­ Equilibrierung des primären Projektilrests vor dem Zerfall.

Paper: Thesis (8.5 Mb) Cover+Abstract Thesis (3.1 Mb) Cover+Abstract 105 pages
Figures: Abb. 2.2, 2.4, 2.6, 2.7, 2.8, 2.12, 3.1, 3.2, 3.4, 3.5, 3.6, 3.7, 3.8, 4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5, 4.6, 5.2, 5.3, 5.4, 5.5, 5.6, 5.7, 5.8, 5.9, 5.11, 5.12, 5.13, 6.1, 6.2, 6.3, 6.4, 6.5, 7.1.
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