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URL: http://geb.uni-giessen.de/geb/volltexte/2002/894/


Untersuchungen zur Elektron-Positron-Paarerzeugung in relativistischen Schwerionenstößen mit dem Verfahren der gekoppelten Kanäle

Gail, Matthias


pdf-Format: Dokument 1.pdf (1.352 KB)

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Freie Schlagwörter (Englisch): heavy ion-nucleus scattering , electrons , positrons , electron pair production , gold ions , wave functions
PACS - Klassifikation: 25.75.Dw
Universität Justus-Liebig-Universität Gießen
Institut: Institut für Theoretische Physik
Fachgebiet: Physik
DDC-Sachgruppe: Physik
Dokumentart: Dissertation
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 31.08.2001
Erstellungsjahr: 2002
Publikationsdatum: 18.12.2002
Kurzfassung auf Deutsch: In dieser Arbeit werden Rechnungen zur Elektron-Positron-Paarerzeugung in Stößen von sehr schweren hochgeladenen Ionen bei
relativistischen Stoßenergien vorgestellt. Dieser Prozeß hat wegen der starken elektromagnetischen Felder der beiden Stoßpartner einen
nichtstörungstheoretischen Charakter und für eine adäquate Beschreibung müssen daher nichtstörungstheoretische Methoden verwendet
werden. In dieser Arbeit wird dafür die Methode der gekoppelten Kanäle benutzt.


Die Lösung der zeitabhängigen Dirac-Gleichung wird dabei nach einem Satz von Basiswellenfunktionen entwickelt, der aus
Coulomb-Dirac-Wellenfunktionen des Target- und des Projektilkerns besteht. Auf diese Art und Weise werden die starken
elektromagnetischen Felder der beiden Stoßpartner symmetrisch behandelt. Für die Beschreibung des kontinuierlichen Spektrums werden
stationäre Wellenpakete verwendet. Diese werden durch die Überlagerung der Lösungen der zeitunabhängigen Dirac-Gleichung mit
verschiedenen Energien konstruiert. Der Ansatz führt auf ein System gekoppelter Differentialgleichungen, welches numerisch gelöst wird.
Die Berechnung der Übergangswahrscheinlichkeiten für die Elektron-Positron-Paarerzeugung erfolgt durch die zeitliche Entwicklung aller
Zustände des negativen Kontinuums nach der Zeit und anschliessende Projektion auf die Zustände mit positiven Energien.

In dieser Arbeit werden Rechnungen zur Elektron-Positron-Paarerzeugung in Stößen von sehr schweren hochgeladenen Ionen bei
relativistischen Stoßenergien vorgestellt. Dieser Prozeß hat wegen der starken elektromagnetischen Felder der beiden Stoßpartner einen
nichtstörungstheoretischen Charakter und für eine adäquate Beschreibung müssen daher nichtstörungstheoretische Methoden verwendet
werden. In dieser Arbeit wird dafür die Methode der gekoppelten Kanäle benutzt.


In dieser Arbeit werden Rechnungen für Stöße von U92+ mit Au79+, Ag47+ und Cu29+ und für Stöße von La47+ mit Au79+, Ag47+ und
Cu29+ bei einer Stoßenergie von 960 MeV/Nukleon vorgestellt. Dabei zeigt sich bei kleinen Stoßparametern eine deutliche Überhöhung
der Übergangswahrscheinlichkeiten über die störungstheoretischen Ergebnisse. Die Ergebnisse werden mit experimentellen Daten
verglichen.
Kurzfassung auf Englisch: Calculations of electron-positron pair production in relativistic collisions of heavy ions are treated with the method of coupled channels in
this work. Due to the strong electromagnetic fields of the colliding ions nonperturbative methods must be used for a proper description of
this process.

In dieser Arbeit werden Rechnungen zur Elektron-Positron-Paarerzeugung in Stößen von sehr schweren hochgeladenen Ionen bei
relativistischen Stoßenergien vorgestellt. Dieser Prozeß hat wegen der starken elektromagnetischen Felder der beiden Stoßpartner einen
nichtstörungstheoretischen Charakter und für eine adäquate Beschreibung müssen daher nichtstörungstheoretische Methoden verwendet
werden. In dieser Arbeit wird dafür die Methode der gekoppelten Kanäle benutzt.


In dieser Arbeit werden Rechnungen zur Elektron-Positron-Paarerzeugung in Stößen von sehr schweren hochgeladenen Ionen bei
relativistischen Stoßenergien vorgestellt. Dieser Prozeß hat wegen der starken elektromagnetischen Felder der beiden Stoßpartner einen
nichtstörungstheoretischen Charakter und für eine adäquate Beschreibung müssen daher nichtstörungstheoretische Methoden verwendet
werden. In dieser Arbeit wird dafür die Methode der gekoppelten Kanäle benutzt.


Here, a basis set consisting of Coulomb-Dirac wave functions of the projectile and the target nucleus is employed. By using wave functions
centered around both colliding nuclei a symmetric treatment is achieved. The continuum is discretized by using stationary wave packets
which are superpositions of continuum solutions of the time-independent Dirac equation with different energies. This ansatz leads to a
coupled system of linear differential equations which is solved by a numerical method. Transition probabilities are calculated by evolving the
states of the negative continuum in time and projecting them on the states with positive energy.

In dieser Arbeit werden Rechnungen zur Elektron-Positron-Paarerzeugung in Stößen von sehr schweren hochgeladenen Ionen bei
relativistischen Stoßenergien vorgestellt. Dieser Prozeß hat wegen der starken elektromagnetischen Felder der beiden Stoßpartner einen
nichtstörungstheoretischen Charakter und für eine adäquate Beschreibung müssen daher nichtstörungstheoretische Methoden verwendet
werden. In dieser Arbeit wird dafür die Methode der gekoppelten Kanäle benutzt.


In dieser Arbeit werden Rechnungen zur Elektron-Positron-Paarerzeugung in Stößen von sehr schweren hochgeladenen Ionen bei
relativistischen Stoßenergien vorgestellt. Dieser Prozeß hat wegen der starken elektromagnetischen Felder der beiden Stoßpartner einen
nichtstörungstheoretischen Charakter und für eine adäquate Beschreibung müssen daher nichtstörungstheoretische Methoden verwendet
werden. In dieser Arbeit wird dafür die Methode der gekoppelten Kanäle benutzt.


In this work, calculations for collisions of U92+ with Au79+, Ag47+ and Cu29+ and for collisions of La57+ with Au79+, Ag47+ and Cu29+ at
a collision energy of 960 MeV/nucleon are presented. The results show an enhancement over the results of perturbation theory for small
impact parameters. The results are also compared with experimental data.