Published February 1990 | Version v1
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Calculation of positron spectra from heavy-ion collisions and study of the line structure

Description

In this thesis the application of the EPOS positron solenoid spectrometer to the measurement of the quasi-atomic positron production in heavy ion collisions as well to the study of line structures is described. For the calculation of positron background contribution originating from nuclear internal pair production with the positron measurement simultaneously measured γ spectra were applied. These were extensively studied concerning their dependence on Zua=Z1+Z2, the incident energy, as well as the ion scattering angles. The multipolarity of the nuclear transitions of the exclusively heavy collisional systems (163 ≤ Zua ≤ 188) could be completely determined under inclusion of theoretical aspects on γ emission in the heavy-ion collision by the comparison of the calculated positron spectra with the experimental data. With the precise knowledge of the nuclear background the quasi-atomic theory is tested and confirmed in dependence on Zua, the incident energy, as well as the scattering angle in a wide range of Zua (163 ≤ Zua ≤ 188) at incident energies at the Coulomb barrier. For the theoretical quasi-atomic production probability a scaling factor fQA=1.0 ± 0.1 is derived. The excellent agreement of the quasi-atomic theory with the experiments allows subsequently the quantitative evaluation of the line structures observed with the EPOS spectrometer. This is performed extensively for the collisional systems 232Th+232Th in dependence on the incident energy as well the scattering angles. An angular distribution is indicated which hints to a connection of the line production with the reaching of the nuclear contact. (orig./HSI)

Availability note (English)

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Abstract (German)

In dieser Arbeit wird der Einsatz des EPOS Positronen-Solenoidspektrometers zur Messung der quasiatomaren Positronenerzeugung in Schwerionenstoessen sowie zur Untersuchung von Linienstrukturen beschrieben. Fuer die Berechnung des aus nuklearer innerer Paarbildung stammenden Positronen-Untergrundanteils werden mit der Positronenmessung simultan gemessene γ-Spektren verwandt. Diese wurden bezueglich ihrer Abhaengigkeit von Zua=Z1+Z2, der Einschussenergie, sowie der Ionenstreuwinkel ausfuehrlich untersucht. Die Multipolaritaet der Kernuebergaenge der ausschliesslich schweren Stosssysteme (163 ≤ Zua ≤ 188) konnte unter Einbeziehung theoretischer Aspekte ueber γ-Emission im Schwerionenstoss durch den Vergleich der jeweils berechneten Positronenspektren mit den experimentellen Daten geschlossen bestimmt werden. Mit der genauen Kenntnis des nuklearen Untergrunds wird die quasiatomare Theorie in Abhaengigkeit von Zua, der Einschussenergie, sowie der Streuwinkel in einem weiten Bereich von Zua (163 ≤ Zua ≤ 188) bei Einschussenergien an der Coulomb-Barriere ueberprueft und bestaetigt. Fuer die theoretische quasiatomare Erzeugungswahrscheinlichkeit wird ein Skalierungsfaktor fQA=1.0 ± 0.1 abgeleitet. Die ausgezeichnete Uebereinstimmung der quasiatomaren Theorie mit den Experimenten ermoeglicht anschliessend die quantitative Auswertung der mit dem EPOS-Spektrometer beobachteten Linienstrukturen. Dies wird fuer die Stosssysteme 232Th+232Th in Abhaengigkeit von der Einschussenergie sowie der Streuwinkel ausfuehrlich durchgefuehrt. Es deutet sich eine Winkelverteilung an, die auf einen Zusammenhang der Linienproduktion mit dem Erreichen des Kernkontaktes hinweist. (orig./HSI)

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Original title (German)
Berechnung von Positronenspektren aus Schwerionenstoessen und Studie der Linienstrukturen

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Imprint Pagination
184 p.
Report number
GSI--90-05