Exclusive measurements with the spectrometer HADES in proton-proton reactions at 1. 25 GeV

par Tingting Liu

Thèse de doctorat en Physique nucléaire

Sous la direction de Béatrice Ramstein.

Soutenue en 2010

à Paris 11 , en partenariat avec Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne) (autre partenaire) .

mots clés

• Résonance delta
• Collision proton-proton
• Décroissance DaIitz
• Particules (physique nucléaire) -- Hélicité

Titre traduit

Mesures exclusives avec le spectromètre HADES en réactions proton-proton à 1,25 GeV

Résumé

L'étude précise de la décroissance pionique et la première mesure de décroissance Dalitz de la résonance Δ(1232) sont obtenues par la collaboration HADES (High Acceptance Di-Electron Spectrometer) à GSI, Darmstadt. HADES a développé dans les dernières années un programme de réactions élémentaires visant à fournir une information sélective sur les différentes sources d'émission d'électrons en complément des expériences en ions lourds. Les mesures discutées dans cette thèse se réfèrent à l'étude des collisions proton-proton à une énergie de faisceau de 1. 25 GeV. Cette énergie, juste en dessous du seuil de production du η, est adaptée à l'étude de la décroissance DaIitz du Δ, qui est l'une des sources importantes d'émission d'électrons dans la région de masse intermédiaire (0. 15 GeV/c2<Me+e-<0. 5 GeV/c2). Pour valider les sections efficaces et les mécanismes de la production de Δ utilisées dans l'étude de la décroissance Dalitz du Δ, l'analyse complète de la pp→npπ+ réaction à 1. 25 Ge V a été réalisée, ce qui constitue la contribution principale de cette thèse. Les résultats, e. G. La distribution en masse, en angle après correction d'acceptance de la production pp→NΔ et les distributions angulaires de la décroissance Δ→Nπ sont montrées et les comparaisons aux modèles sont discutées. Une autre contribution de cette thèse est une étude de simulation des distributions d'angle d'hélicité, qui a été proposée d'une part comme un support à l'analyse exclusive de la décroissance Dalitz du Δ et d'autre part comme une référence à des résultats préliminaires de distribution d'angle d'hélicité obtenus dans les mesures inclusives de di-électrons dans les collisions Ar+KCI.

Résumé

The detailed study of the pionic decay and the first measurement of Dalitz decay of Δ(1232) resonance have been carried out with the High Acceptance Di-Electron Spectrometer (HADES) at GSI, Darmstadt. HADES developed in the last years an elementary reaction program aimed at providing selective information on different sources of di-electron emission as a complement to the heavy-ion experiments. The measurements discussed in this thesis refer to one experiment in this program, the study of proton-proton collisions at a kinetic beam energy of 1. 25 GeV. This energy is chosen just below the η production threshold and devoted to study the Δ Dalitz decay, which is one of the main sources of di-electron emission at intermediate e+e- invariant masses (0. 15 GeV/c2< Me+e-< 0. 5 GeV/c2). To provide a control of the cross sections and on the Δ resonance production mechanisms required by the study of the Δ Dalitz decay process, the full analysis of the pp→npπ+ at 1. 25 GeV has been performed, which is the main contribution of this PhD work. The results, such as the acceptance corrected mass and angular distributions of the pp→NΔ process and the Δ→Nπ decay angular distribution are shown and the comparisons to models are discussed. Another contribution of this PhD is a simulation study on helicity angle distributions, which was proposed on the one band as a support to the data analysis of the Δ Dalitz decay exclusive measurements and on the other hand as a reference to the preliminary results of helicity angle distribution obtained with inclusive e+e- in Ar+KCI collisions.