Kurzfassung
EDDA ist ein internes Experiment am Cooler Synchrotron COSY des
Forschungszentrums Jülich, Deutschland. Es ist für die präzise
Messung der elastischen Proton--Proton--Streuung im Energiebereich
250 MeV < T < 2500 MeV konzipiert. Die Datennahme
erfolgt während der Beschleunigung des rezirkulierenden
Protonenstrahls in kleinen Energieschritten von wenigen MeVx.
Der EDDA--Detektor ist ein zweischaliges Hodoskop aus
Plastikszintillatoren und überdeckt den Winkelbereich
30° < &gThetacm < 90°. Der Fehler für die
Rekonstruktion des Polarwinkels eines Ejektils beträgt
\delta\Thetacm = 1.0\gradx (FWHM).
Das EDDA--Experiment ist in zwei Phasen gegliedert. Die erste ist
im Sommer 1996 experimentell abgeschlossen worden. Sie hatte die
Messung von Anregungsfunktionen des spingemittelten differentiellen
Wirkungsquerschnittes \fracd\sigmad\Omega zum Ziel.
Die Messungen erfolgten mit dünnen CH2--Fädchentargets.
Der Untergrund durch quasielastische pC Ereignisse wurde in
separaten Messungen mit Kohlenstoff--Targets bestimmt. In der zweiten
Phase werden Anregungsfunktionen von vier Spinobservablen vermessen.
Ein Teil der Ergebnisse für die erste Phase -- im Umfang von etwa
15 Millionen elastischen Ereignissen -- ist bereits veröffentlicht
worden. % [Alb97].
Diese Daten stammen aus der Meßzeit im September 1995.
Sie ermöglichten eine Erweiterung der Streuphasenanalyse für die
Nukleon--Nukleon--Daten bis zur Energie T = 2500 MeVx. % [Arn97].
Die vorliegende Arbeit beschreibt die Analyse von etwa 30 Millionen
elastischen Ereignissen aus der Meßzeit im Juni 1996. Das Schema und
die Methoden der Datenanalyse werden vollständig dargestellt.
%, wobei ausführlich auf die Korrektur des Untergrundes
% und der Luminosität eingegangen wird.
Der systematische Fehler des
Datensatzes beträgt 3.5 %, die globale Normierungsunsicherheit
ist 4 %.
Ein Vergleich mit den 95er Daten zeigt,
daß sich die doppelte Statistik der 96er Daten in einem deutlich
glatteren Verlauf der Winkelverteilungen und Anregungsfunktionen
widerspiegelt, insbesondere im Bereich des symmetrischen Winkels
bei hohen Energien. Außerdem liefern nur die 96er Daten
Ergebnisse für Projektilenergien unterhalb von 500 MeVx.
Schließlich werden beide Datensätze zu
einem zusammengefaßt, der nunmehr 45 Millionen elastische
Ereignisse enthält. Dieser wird mit der Vorhersage der neuesten
Lösung einer Streuphasenanalyse (FX98 (Herbst 1998), entnommen dem
SAID--Programm) für \fracd\sigmad\Omega
verglichen, die noch nicht die 96er Daten berücksichtigt.
Einen weiteren Schwerpunkt dieser Arbeit bildet die Analyse der
Anregungsfunktionen von \fracd\sigmad\Omega
% des spingemittelten differentiellen Wirkungsquerschnittes
im Hinblick auf dibaryonische Resonanzen im Isospin I = 1 Kanal.
Die hohe Statistik des gesamten Datensatzes und die Energieschärfe
des Strahls ermöglichen eine Einteilung der Daten in
Impulsbins der Breite \Delta p = 10 MeVx/c.
Mittels Simulationsrechnungen wird die Sensitivität
von \fracd\sigmad\Omega auf schmale Breit--Wigner
Resonanzen in bestimmten Partialwellen untersucht.
In Verbindung mit den experimentellen Daten werden die
hierbei gewonnenen Ergebnisse für eine Abschätzung der
unteren Nachweisgrenze für die Resonanzparameter benutzt:
Auf einem Signifikanzniveau von 3 Standardabweichungen
können für
Strahlimpulse p < 3100 MeVx/c Resonanzen mit einer totalen
Breite 10 MeVx < \gamma < 100 MeVx (FWHM) und einer Elastizität
\gammael/\gamma > 0.2 (0.1) in der 1S0 (1D2) Welle
ausgeschlossen werden.
EDDA is an internal experiment at the Cooler Synchrotron COSY of the research center Jülich, Germany. It aims to precisely measure proton--proton elastic scattering excitation functions in the energy range 250 MeV < T < 2500 MeV. Data is taken during the acceleration of the recirculating COSY beam in narrow energy steps. The EDDA detector consists of a double layer cylindrical hodoscope made of plastic scintillators which covers the angular range 30\gradx < \Thetacm < 90\gradx and provides an angular resolution of \delta\Thetacm = 1.0\gradx (FWHM). In phase one of the experiment spin averaged differential cross sections were measured using internal CH2 fiber targets and also carbon fiber targets for background correction. Taking data has been finished in summer 1996. Phase two of the experiment has already started and focuses on the measurement of four spin observables, namely the analyzing power A00n0 and the spin correlation parameters A00nn, A00ss and A00sk. Results of phase one based upon 15 million elastic events taken in September 1995 have been published. % [Alb97]. This data set had a significant impact on nucleon--nucleon phase shift analyses and allowed for their extension up to 2.5 GeVx. % [Arn97]. This thesis deals with the analysis of another 30 million elastic events taken in June 1996. A complete description of the data analysis techniques is given, particulary background and luminosity correction. The systematic error and the overall normalization uncertainty amounts 3.5% and 4%, respectively. Compared to the data taken in September 1995 the second set reveals much more smooth angular distributions and excitation functions, especially around the symmetric angle at high energies. Furthermore, data below 500 MeV projectile energy are available. Finally, the two data sets were combined yielding one set of 45 million pp elastic scattering events. This is compared to predictions of the most recent phase shift solution FX98 (fall 98, taken from SAID) for \fracd\sigmad\Omega that does not include the 1996 data set yet. The discussion of spin averaged differential cross section excitation functions with respect to dibaryon resonances in the isospin I = 1 channel is another topic of this thesis. Due to the high statistics of the combined data set and the resolution of the projectile energy a momentum binning of \Delta p = 10 MeVx/c is possible. The sensitivity of the spin averaged differential cross section \fracd\sigmad\Omega on narrow Breit--Wigner resonances superimposed to single partial waves is calculated using the SAID program. The results are used to derive lower limits for resonance parameters from the experimental data: Narrow resonances in the 1S0 (1D2) partial wave having a total width 10 MeVx < \gamma < 100 MeVx (FWHM) and an elasticitiy \gammael/\gamma > 0.2 (0.1) can be excluded in the momentum range p < 3100 MeVx/c on a confidence level of 3 standard deviations.