Kurzfassung
Die erste Phase des EDDA-Experimentes ist experimentell abgeschlossen. Das
Ziel dieser Phase ist die Bestimmung von Anregungsfunktionen der elastischen
Proton-Proton-Streuung bezüglich des spingemittelten differentiellen
Wirkungsquerschnitts \fracd\sigmad\Omega.
EDDA ist ein internes
Experiment am Cooler-Synchrotron COSY in Jülich, daß speziell auf die
Kinematik der elastischen pp-Streuung im Energiebereich von 500 Me\!V =< T
=< 2500 Me\!V zugeschnitten ist. Bei hoher Raumwinkelüberdeckung, 80-85
% von 4Pi, und hoher Winkelauflösung (\Delta \Thetariptscriptstyle CM ~ 1.4
\circ) mißt es bereits während der Beschleunigung des rezirkulierenden
Strahls von COSY in kleinen Energieschritten.
In der ersten Phase wurden 4-5 m dünne CH2-Fädchentargets
verwendet. Kohlenstoff--Fädchentargets dienten zur Bestimmung des
Untergrunds. Die beginnende zweite Phase nutzt den seit Sommer 1996
verfügbaren polarisierten COSY-Strahl und ferner das im Frühjahr 1997
installierte polarisierte Atomstrahltarget. Die Messung von vier weiteren
Observablen der elastischen pp-Streuung, die Analysierstärke A00n0,
sowie die Polarisationskorrelationsparameter A00nn, A00ss und
A00sk, ist damit möglich.
Ergebnisse der ersten Phase, basierend auf etwa 20 \times 106 elastischen
Ereignissen, die im September 1995 aufgenommen wurden, sind verfügbar und
in [Alb97] veröffentlicht.
In dieser Arbeit werden Aspekte der Analyse der Daten dargestellt und die
experimentellen Resultate diskutiert. Die Ergebnisse früherer Streuexperimente
werden mit den vorliegenden Daten verglichen.
Ferner werden Parametrisierungen der Daten für Vergleichs- und
Normierungszwecke in Form von Legendre- und Tschebyscheff-Polynomen
diskutiert. Die systematischen Fehler der Daten werden mit denen zweier
anderer Experimente verglichen. Sowohl für den systematische Fehler der
Daten als auch für die absolute Normierungsunsicherheit wird ein Wert von
3 % abgeschätzt.
Der Einfluß der Daten auf Streuphasenanalysen kann weitreichende
Konsequenzen haben. Für ein tieferes Verständnis der Analysen
werden in dieser Arbeit Grundlagen der Streutheorie und
Polarisationsphysik dargestellt. Dies ist eine Vorbereitung auf
umfangreichere eigene Streuphasenanalysen während der zweiten Phase des
Experiments. Zur Durchführung eigener Streuphasenanalysen wurden
Programme von Prof. R.A. Arndt, Virginia Polytechnic Institute and State
University, portiert, darunter auch das bekannte Programmpaket
SAID. Ein Konzept für deren Gebrauch wird diskutiert.
Eigene Studien zur Untersuchung des Einflusses der spingemittelten Daten
auf bestehende energieabhängige Lösungen von Streuphasenanalysen bis 2.1
Ge\!V werden vorgestellt, ebenso Analysen bei festen Energien. Besonders
im Bereich von Energien 1500 Me\!V =< T =< 2100 Me\!V zeigen sich
beträchtliche Veränderungen der Lösungen in der Vorhersage des
spingemittelten differentiellen Wirkungsquerschnitts.
The experiments of the first phase of the EDDA-Experiment have been completed. This phase is committed to determine excitation functions of the elastic proton-proton scattering with respect to the spin averaged differential cross section \fracd\sigmad\Omega. EDDA is an internal experiment at the Cooler-Synchrotron COSY at Jülich designed especially for pp-kinematics in the energy range of 500 Me\!V =< T =< 2500 Me\!V. Covering 80 - 85 % of the solid angle with an angular resolution of \Delta\Thetariptscriptstyle CM ~ 1.4\circ, it takes data already during the acceleration of the recirculating COSY-beam in small energy steps. During the first phase thin CH2-fiber targets (4-5 m) have been used as well as carbon fiber targets for background determination. For the beginning second phase the polarized proton beam of COSY and an internal polarized atomic gas target is used, the former available since summer 1996, the latter since spring 1997. This will allow for measurements of four more observables of elastic pp-scattering, namely the analyzing power A00n0 and the polarization correlation parameters A00nn, A00ss and A00sk. Results of the first phase based upon 20 \times 106 elastic events taken in September 1995 are available and have been published [Alb97]. In this thesis the fundamental steps of the data analysis and the experimental results are given. The results are compared with those of previous scattering experiments. Furthermore two possibilities of parameterizing the data using either Legendre or Chebyshev polynomials are discussed. These can be useful for normalization purposes and comparisons. The systematic errors of the data presented are compared with those of two other experiments. The systematic error as well as the overall normalization uncertainty are estimated to be 3%. The data presented may strongly influence existing phase shift analyses. For a deeper understanding of these analyses, fundamental aspects of scattering theory and polarization physics are discussed. This should prepare for accomplishing own extensive phase shift analyses during the second phase of the experiment. Computer programs for conducting phase shift analyses written by Prof. R.A. Arndt, Virginia Polytechnic Institute and State University, have been ported along with the well known SAID program. A concept for their application is presented. The influence of the spin averaged data on energy dependent solutions of phase shift analyses up to 2.1 Ge\!V as well as on analyses at fixed energies is investigated. Especially in the energy range 1500 Me\!V =< T =< 2100 Me\!V substantial changes of the solutions for predictions of the spin averaged differential cross section are observed.