GSI  >  @Work  >  Forschung  >  PANDA/Hadronen  >  Spektroskopie

Hadron-Spektroskopie bei GSI

Ziele

Die Existenz unkonventioneller Hadronen ( z.B. Mesonen mit mehr als einem Quark-Anti-Quark-Paar) ist eine der wichtigsten Fragen langreichweitiger QCD und deren Bindungszuständen.Hochstatistik-Experimente (wie etwa PANDA mit seiner unvergleichlichen Auflösung) sind der Schlüssel für deren Entdeckung und detallierte Untersuchung. Die Online- und Offline-Selektion der hadronische Zerfälle ist das Mittel der Wahl um die Zusammensetzung der Endzustände und damit aller im Prozess involvierten Zustände zu verstehen.

Da simple Schnitt-und-Zähl-Ansätze (cut-and-count) nicht ausreichen um die komplizierten Verschränkungen der quantenmechanischen Systeme zu entfalten, ist es zwingend notwendig, die selektierten Daten einer aufwändigen Amplituden-Analyse (z.B. Partialwellenanalyse) zu unterwerfen, bei der die komplexen Amplituden - welche die Ursache für die Zerfallsmuster sind - analysiert und die Parameter ermittelt werden um statische und dynamische Aspekte der Reaktion vollständig zu quantifizieren.

Projekte

Trigger

Moderne Experimente der Hadronenphysik arbeiten mit sehr hohen Ereignisraten, wobei der größte Teil des Datenstroms nicht im Zentrum des Interesses steht, sondern nur einzelne, seltene Kanäle. Dies gilt auch für PANDA. Die Ausbeute potentiell interessanter Ereignisse ist viele Größenordnungen kleiner als die Gesamtereignisrate. Darum ist es notwendig diese mit sophistischen Methoden herauszufiltern. Um auch schon die abgespeicherte Datenmenge zu reduzieren, muss dies bereits direkt bei der Datenname (online) geschehen.

Die Schwierigkeiten bei der Erreichung einer ausreichenden Untergrundreduktion bei gleichzeitiger hoher Effizienz für sog. goldene Kanäle (golden channels) rühren oft zum einen von rudimentäre Kalibration und zum anderen von der Ähnlichkeit von Nutzsignal und Untergrund her. Daher arbeiten wir an der Suche von Schlüsselobservablen und der Entwicklung effizienter Triggeralgorithmen.

Prospektive Analysen für PANDA

Die Front der Forschung in der Hadronenphysik ist ein bewegliches Ziel in einem dynamischen Forschungsgebiet, bei dem die Lösung von Fragestellungen zumeist neue Fragen aufwirft. Daher ist es zwingend notwendig, das physikalische Programm eines zukünftigen Detektorsystems (wie PANDA) stets aktuell zu halten und dies durch Studien zu untermauern. Daher arbeitet die Gruppe stets an der Simulation und Validierung interessanter Spektroskopie-Fragestellungen, insbesondere auch für die Anfangsphase von PANDA.

Datenanalyse für BES3 und GlueX

Hadronen/GSI ist Mitglied in BES3 und GlueX, laufende Experimente am IHEP Beijing, China bzw. Jefferson Lab, Newport News, USA. Unsere Analysen fokussieren sich um exotische Hadronen mit Flavor. An BES3 liegt das Interesse in Charm-Exotika und bei GlueX in Strange-Exotika. Mehr Informationen zu den Experimenten selbst finden Sie auf den entsprechenden Seiten der respektiven Labors (BESIII/GlueX).

Ausbildung und Service für die wiss. Gemeinschaft

Sommer-Schulen, Workshop, Web-Sites und andere Ausbildungsmöglichkeiten sind zentrale Elemente für die zukünftige Hadronenphysik, für neue Entdeckungen, für weiterführende Untersuchungen und ein weitergehendes Verständnis der Quark-Bindung und den Eigenschaften exotischer Zustände. Hadronenphysik an der GSI ist mit anderen Instituten führend in der Ausbildung für Partialwellenanalyse. Unsere letzte Sommerschule zu diesem Thema wurde zusammen mit dem Helmholtz-Institute Mainz organisiert.