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Electron-Pair Productionin in Pb-Au Collisions at 40 AGeV

Damjanovic, Sanja

German Title: Produktion von Elektron-Positron Paaren in Pb-Au Kollisionen bei 40 AGeV

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Abstract

Die vorliegende Arbeit enthaelt die ersten experimentellen Resultate zur Elektronen-paar-Produktion aus dem CERES/NA45 Experiment am CERN SPS seit der zusaetz-lichen Installation einer TPC. Die Daten stammen aus einer Strahlzeit im Jahr 1999 mit einem Pb-Strahl von 40 AGeV. Aus insgesamt 8 Millionen Ereignissen mit einer Zentralitaets-Selektion von 30$$ wurden $e^{+}e^{-}$ Paare mit folgender Statistik rekonstruiert: 249$pm$28 im Massenbereich $le$0.2 GeV/c$^{2}$ mit einem S/B-Verhaeltnis von 1/1, und 185$pm$48 im Massenbereich $>$ 0.2 GeV/c$^{2}$ mit einem S/B-Verhaeltnis von 1/6. Die Ausbeute im Bereich niedriger Massen stimmt mit der Erwartung aus hadronischen Zerfaellen ueberein. Die Ausbeute bei hoeheren Massen liegt um einen Faktor 5.1 $pm$ 1.3(stat) $pm$ 1.0(syst) ueber dieser Erwartung, erheblich mehr als die Werte um 2.5-3, die zuvor bei der hoeheren Strahlenergie von 160 AGeV beobachtet wurden. Theoretisch wird der Ueberschuss von Elektronenpaaren als direkte Strahlung aus dem Feuerball interpretiert, die im wesentlichen durch die Annihilation von Pionenpaaren mit einem modifizierten $ho$-Propagator entsteht. Nach gegenwaertigem Verstaendnis ist fuer diese Modifikation eher die hohe Baryonendichte als die hohe Temperatur des Feuerballs verantwortlich. Das hier berichtete Resultat einer hoeheren (relativen) Ausbeute bei der niedrigeren Strahlenergie (bei der die Baryonendichte hoeher ist) untermauert dies. Etwas verallgemeinert koennen die Resultate als weiterer Hinweis auf die (partielle) Wiederherstellung der chiralen Symmmetrie angesehen werden.

Translation of abstract (English)

This thesis contains the first experimental results on electron-pair production from the CERES/NA45 experiment at the CERN SPS after the upgrade with a Time Projection Chamber (TPC). The data were taken in late 1999 with a Pb-beam on a Au-target at a beam energy of 40 AGeV. Out of about 8 Million events with a 30$$ centrality selection, 249$pm$28 $e^{+}e^{-}$ pairs for masses $le$0.2 GeV/c$^{2}$ with a S/B ratio of 1/1, and 185$pm$48 $e^{+}e^{-}$ pairs for masses $>$0.2 GeV/c$^{2}$ with a S/B ratio of 1/6 were reconstructed. The low-mass sample agrees with the expectation from hadronic decays. The high-mass sample shows an excess of a factor of 5.1$pm$1.3(stat)$pm$1.0(syst) above that expectation, considerably more than the values around 2.5-3.5 observed before at the higher beam energy of 160 AGeV. The excess yield is dominantly associated with pair transverse momenta $<$0.5 GeV/c, consistent with the findings at 160 AGeV. The theoretical relevance of the results is discussed in some detail. The dilepton excess is basically interpreted as direct radiation from the fireball, dominated by pion annihilation with a modified $ho$-propagator. Theoretically, the modifications are driven by high baryon density more than by high temperature. The experimental results on a larger enhancement factor at a lower beam energy, associated itself with a larger baryon density, confirm this conjecture. Quite generally, the results may signal (partial) chiral symmetry restoration.

Item Type: Dissertation
Supervisor: Dr. Hans J. Specht, Prof.
Date of thesis defense: 17. July 2002
Date Deposited: 13. Aug 2002 00:00
Date: 2002
Faculties / Institutes: The Faculty of Physics and Astronomy > Institute of Physics
Subjects: 530 Physics
Controlled Keywords: xxx
Uncontrolled Keywords: Schwerionenkollisionen , ElektronenpaareHeavy Ion Collisions , Lepton Pairs
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