M Tdσrea/dMT[barn]
5.3 Azimutale Verteilungen
5.3.2 Untersuchung des gerichteten Flusses
Neben dem elliptischen Fluss ist der gerichtete Fluss der Teilchen eine Messgr¨oße, die etwas ¨uber das Emissionsverhalten der Teilchen aussagt. Da der gerichtete Fluss aufgrund von Symmetriegr¨unden im Bereich der Schwerpunktsrapidit¨at verschwindet, und im Bereich der Target- bzw. Projektilrapidit¨at am gr¨oßten ist, werden die Unter-suchungen zum gerichteten Fluss im Bereich der Targetrapidit¨at durchgef¨uhrt.
Aufgrund des gemessenen Phasenraums f¨ur Pionen ist es nicht m¨oglich, die Pionen-emission im selben Rapidit¨atsbereich zu untersuchen, wie sp¨ater die Kaonen, bzw.
Protonenemission. Die St¨arke des gerichteten Flusses in die Reaktionsebene wird f¨ur Pionen beiEproj = 1.93 AGeV im Rapidit¨atsbereich 0.2< y/yproj <0.3 und f¨ur einen Stoßparameterbereich von 3.8 fm < b < 9.7 fm in Abbildung 5.23 f¨ur drei Bereiche des transversalen Impulses f¨urπ+ und π− gezeigt.
p
t[ GeV/c ]
v
1π -π+ Antifluss
Fluss
-0.1 0 0.1
0 0.25 0.5 0.75 1
Abbildung 5.23:St¨arke des gerichteten Flusses v1 f¨ur Pionen als Funktion des transversalen Impulses. Die Daten stammen aus einem Rapidit¨atsbereich von 0.2 <
y/yproj <0.3 und einem Stoßparameterbereich von 3.8 fm< b <9.7 fm.
Da die Protonen im Bereich der Targetrapidit¨at ein negatives v1 haben, spricht man bei negativen Werten von v1 von “Fluss”, da die Teilchen in die gleiche Richtung
Azimutale Verteilungen — 169 emittiert werden wie die Protonen, durch die dieser Fluss definiert wird. Bei positiven Werten von v1 spricht man dagegen von “Antifluss”.
Wie man in der Abbildung 5.23 erkennen kann, zeigen die Pionen mit steigendem Transversalimpuls einen ¨Ubergang von Antifluss zu Fluss. Die bedeutet, dass niede-renergetische Pionen bevorzugt zu der Seite in der Reaktionsebene emittiert werden, zu der sich die Protonen nicht bewegen. Im Gegensatz dazu werden die hochenergetischen Pionen bevorzugt zu dieser Seite emittiert. Dies kann wiederum mit verschiedenen Emissionzeiten der hoch- und niederenergetischen Pionen erkl¨art werden. Um dies zu verdeutlichen, ist in Abbildung 5.24 eine schematische Zeichnung eines Schwerionen-stoßes gezeigt. Die drei Teilbilder zeigen jeweils eine Aufsicht auf die Reaktionsebene w¨ahrend einer fr¨uhen Phase (links), einer mittleren Phase (Mitte) und w¨ahrend einer sp¨aten Phase (rechts) des Schwerionenstoßes. Die Pfeile geben die Emissionsrichtung an, unter der die Pionen emittiert werden, die bei Targetrapidit¨at beobachtet werden.
Abbildung 5.24: Schematischer Ablaufeines Schwerionenstoßes. Die Abbildung zeigt jeweils eine Aufsicht auf die Reaktionsebene w¨ahrend einer fr¨uhen Phase (links), einer mittleren Phase (Mitte) und w¨ahrend einer sp¨aten Phase (rechts) des Schwerionensto-ßes. Die eingezeichneten Pfeile deuten die Richtung an, unter der die Pionen emittiert werden, die bei Targetrapidit¨at beobachtet werden. Die Abbildung stammt aus [Wag00].
W¨ahrend der fr¨uhen Phase der Reaktion (links) ist die dem Projektilrestkern zuge-wandte Seite (in der Abbildung oben) in der Reaktionsebene durch den Projektilrest-kern abgeschirmt. Pionen, die in diese Richtung emittiert werden, werden aufgrund ihrer geringen freien Wegl¨ange absorbiert oder gestreut. Dahingegen k¨onnen Pionen, die in Richtung des Targetrestkerns (linke Abbildung, unterer Pfeil) emittiert werden, nahezu ungehindert die Reaktionszone verlassen. Dies bedeutet, dass Pionen, die in einer fr¨uhen Phase der Reaktion emittiert werden, einen deutlichen gerichteten Fluss zeigen. F¨ur die sp¨ate Phase der Reaktion kehrt sich die Argumentation gerade um.
Pionen, die also w¨ahrend einer sp¨aten Phase der Reaktion emittiert werden, sollten einen deutlichen Antifluss zeigen. Dies bedeutet wiederum, dass die hochenergetischen Pionen zu einem fr¨uhen Zeitpunkt der Reaktion und die niederenergetischen Pionen zu einem sp¨aten Zeitpunkt der Reaktion emittiert werden. Diese Ergebnis best¨atigt die Ergebnisse aus der Untersuchung zum elliptischen Fluss der Pionen in dieser Arbeit und den Untersuchungen in [Wag96] bei Au+Au-Reaktionen bei 1.0AGeV.
Bei der Untersuchung des gerichteten Flusses f¨ur Kaonen wurde ein Rapidit¨atsbereich
von 0.1 < y/yproj < 0.3 und ein Stoßparameterbereich 3.8 fm < b < 9.7 fm gew¨ahlt.
In Abbildung 5.25 ist die St¨arke des gerichteten Flusses als Funktion des Transver-salimpulses pt f¨ur K+ und K− gezeigt. Zum Vergleich sind noch die Protonendaten aus demselben Rapidit¨ats- und Stoßparameterbereich mit eingezeichnet. Bei den Pro-tonen kann man sehr gut ihr Flussverhalten erkennen, das mit wachsendem Transver-salimpuls zunimmt. Bei denK+ erkennt man einen klaren ¨Ubergang von Antifluss zu Fluss mit zunehmendem Transversalimpuls, wohingegen dieK−-Daten aufgrund ihres großen Fehlers keine klare Aussage zulassen.
p
t[ GeV/c ]
v
1p
K+ K --0.2
-0.1 0 0.1
0 0.25 0.5 0.75
Abbildung 5.25:St¨arke des gerichteten Flusses v1 f¨ur K+, K− und Protonen als Funktion des transversalen Impulses. Die Daten stammen jeweils aus einem Rapi-dit¨atsbereich von 0.1 < y/yproj < 0.3 und einem Stoßparameterbereich von 3.8 fm <
b <9.7 fm.
Da die Beobachtung f¨ur K+ die gleiche ist wie f¨ur die Pionen, bietet sich die gleiche Erkl¨arung an, n¨amlich die Abschattung verschiedener Raumrichtungen zu verschiede-nen Zeiten der Reaktion. Dies steht aber im Widerspruch zur großen mittleren freien Wegl¨ange derK+in Kernmaterie. Eine alternative Erkl¨arung f¨ur den Effekt k¨onnte das repulsiveK+-Nukleon-Potential sein. BUU Modellrechnungen best¨atigen einen solchen Ubergang von Antifluss zu Fluss, wenn zur Berechnung das¨ K+-Nukleon-Potential ber¨ucksichtigt wird. Das Ergebnis einer solchen Rechnung [Cas99] ist in Abbildung 5.26 im Vergleich zu Ergebnissen der FOPI-Kollaboration [Cro00] gezeigt. Die Daten zei-gen die St¨arke des gerichteten Flusses in Ni+Ni-Reaktionen bei Eproj = 1.93 AGeV als Funktion des transversalen Impulses. Auch bei der Messung der FOPI-Kollaboration wird eine Abnahme des Antiflusses mit zunehmendem Transversalimpuls gesehen. Die-ser kann von der Transportmodellrechnung nur beschrieben werden, wenn in dieDie-ser das K+-Nukleon-Potential ber¨ucksichtigt wird.
Die interessante und bisher nicht gekl¨arte Frage ist, wie das K+-Nukleon-Potential
Azimutale Verteilungen — 171