CBM Theorie: Elektromagnetische Signale von chiralem Phasenübergang und kritischem Endpunkt; Verbund: 05P2021 (ErUM-FSP T06) - Aufbau von CBM bei FAIR

Abstract

Das Verhalten stark-wechselwirkender Materie bei extremen Dichten ist aktuell von großem Interesse für den inneren Aufbau von Neutronensternen und bei etwas höheren Temperaturen für Neutronenstern-Merger. Experimentell wird es in Schwerionenkollisionen bei vergleichsweise niederen Strahlenergien im Bereich von 1 GeV bis 11 GeV pro Nukleon mit HADES an SIS18 und in Zukunft mit CBM an SIS100 in der modularen Startversion von FAIR untersucht. Sowohl HADES als auch das zukünfitge CBM-Experiment sind dabei besonders sensitiv auf elektromagnetische Proben, die die in den relativistischen Schwerionenkollisionen erzeugte, heiße und dichte baryonische Materie nahezu ungehindert verlassen. Virtuelle Photonen aus den verschiedenen Phasen des in einer Kollisionen erzeugten und expandierenden Feuerballs werden in Form von Dileptonenpaaren gemessen. Ziel dieses Projektes ist es, die verschiedenen Beiträge zu den gemessenen Dileptonenspektren möglichst genau zu verstehen, um auf diese Weise Hinweise auf die Natur der in einem solchen Phasenübergang erzeugten Materie zu gewinnen. Eine grundlegende Frage wäre zum Beispiel, ob es sich hierbei um chirale baryonische oder Quarkmaterie handelt, oder ob man gar Anzeichen für exotischere Formen wie eine Art Flüssigkristall oder eine Pionen-Quantenflüssigkeit findet. Zur Beschreibung von Dileptonenspektren bei SIS18-Energien haben wir Berechnungen im Rahmen des GiBUU-Transportmodells durchgeführt. Ein wichtiger Aspekt zum theoretischen Verständnis der Dileptonenspektren liegt in der Beschreibung der Pionenmultiplizitäten. Hierfür haben wir einerseits zum "Transport Model Evaluation Project" beigetragen, in dem Vergleiche diverser Transportmodelle durchgeführt wurden, um zu konsistenten Ergebnissen zu kommen. Zum anderen haben wir gezeigt, dass sich mit einer verbesserten Zustandsgleichungen für Kernmaterie, mit Medium-Modifikationen von Wirkungsquerschnitten und meiner einer phänomenologisch begründeten Anpassung des Potentials der Delta-Resonanz, eine deutlich verbesserte Beschreibung der von der HADES Kollaboration gemessenen Häufigkeiten der geladenen Pionen bei Au+Au-Stößen erzielt werden kann. In Bezug auf von der HADES Kollaboration ebenfalls veröffentlichte Dilepton-Spektren für Reaktionen von negativ geladenen Pionen am Proton, die durch Vergleich von Daten an C- und CH2-Targets erhalten wurden, haben wir darauf hingewiesen, dass die gezogenen Rückschlüsse auf die Art der Vektor-Meson-Dominanz nur mit einer deutlich besseren Kenntnis der ρ-Meson-Spektralfunktion im untersuchten Massenbereich (insbesondere unterhalb der zwei-Pion-Schwelle) gezogen werden können. Für die Suche nach Signaturen inhomogener Phasen haben wir gezeigt, dass impulsaufgelöste Spektren und Korrelationen von Pionen eindeutige Signaturen eines sogenannten Moat-Regimes tragen können. Datei-Upload durch TIB