Atominstitut
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Sekretariat Atominstitut im Freihaus

Fr. Sonja Schuh
TU Wien, Freihaus, Turm B, 6.OG
Wiedner Hauptstraße 8-10
1040 Wien, Austria
Tel.: +43 1 58801 142101
Fax: +43 1 58801 14299
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Allg. Öffnungszeiten für Studienangelegenheiten:
Montag bis Freitag von 9:30-11:30 und 12:30-15:30

Mitteilungen

Dekanatszentrum Freihaus

Fakultät für Physik
TU Wien Freihaus, Turm B, 5. OG
Wiedner Hauptstraße 8-10
1040 Wien, Austria

Studiendekan: Ao.Univ.Prof. Dipl.-Ing. Dr.techn. Helmut Leeb
Zuständigkeit: Diplomprüfung, Rigorosen, Zulassung zu Doktorats-Studium, Studienplanumsetzung
Alle Studienangelegenheiten für das Master-Studium Materialwissenschaften

Vize Studiendekan: Privatdoz. Dipl.-Ing. Dr.techn. Herbert Balasin
Zuständigkeit: Anerkennungen, Austausch, Zulassung zu Master-Studien, Stipendien

Kaonisches Deuterium in angeregten Zuständen

Zusammenfassung

Die Kopplungsstärke der starken Wechselwirkung ist im Bereich hoher Energien klein, womit die Störungstheorie erfolgreich angewendet werden kann. Entsprechend umfassend ist das Wissen über physikalische Streuprozesse in diesem Energiebereich. Im Gegensatz dazu ist die Kopplungsstärke bei geringen Energien sehr groß, womit die Anwendung der Störungstheorie nach der Kopplung aus praktischen Gründen versagt. Auch physikalische Prozesse sind bei geringen Energien andere als bei hohen Energien, es muss somit aufgrund der technischen Komplexität auf phänomenologische Modelle zurückgegriffen werden. In diesem Projekt wurde der niederenergetische Bereich der starken Wechselwirkung anhand der komplexen P-Wellen Energieniveauverschiebung kaonischen Deuteriums untersucht.

Das dabei untersuchte exotische Atom beteht in diesem Fall aus einem negativ geladenen K-Meson sowie einem Proton und einem Neutron. Da Mesonen stark wechselwirken, tritt zusätzlich zur Coulomb-Wechselwirkung zwischen K-Meson und Atomkern auch die starke Wechselwirkung auf. Diese verursacht verglichen mit der elektromagnetischen Wechselwirkung eine komplexe Verschiebung der Energieniveaus. Da das K-Meson-Deuterium System in Neutron, Hyperon und Pion zerfällt, erhält das Energieniveau eine endliche Breite welche den komplexen Teil der Energieverschiebung definiert. Ziel dieses Projektes ist es, die komplexe Energieniveauverschiebung für kaonisches Deuterium zu berechnen und experimentelle Ergebnisse vorherzusagen.

Die theoretische Basis für diese Analyse bildet die chirale Dynamik beschrieben durch chirale Lagrangedichten mit nichtlinearer Realisierung der chiralen SU(3) x SU(3) Symmetrie und Meson-Baryon Ableitungskopplungen, welche in der chiralen Störungstheorie verwendet werden, sowie nicht-störungstheoretische Rechnungen in gekoppelten Kanälen. Wir haben die komplexe Energieniveauverschiebung durch die Lösung der Faddeev-Gleichung für die komplexe P-Wellen K-d Streulänge definiert. Die Faddeev-Gleichung haben wir für diesen Fall bewiesen und in der Näherung für schwere Kerne gelöst, sowie allgemeine Formeln für die Energieniveauverschiebung aufgestellt. Die Kenntnis der komplexen Niveauverschiebungen der angeregten Zustände der kaonischen Atome ist von großer Bedeutung für die theoretische Analyse der Strahlungsspektren und ihrer Ergiebigkeit. Erstere ist notwendig für die korrekte Ermittlung der komplexen Niveauverschiebungen der Grundzustände aus den experimentellen Spektren der Strahlungsübergänge. Unsere Resultate [arxiv:nucl-th/1012.3933] werden für die geplanten Experimente verwendet.

Mitarbeiter

  • Mario Pitschmann
  • Andrej Ivanov
  • Manfried Faber
  • Markus Wellenzohn

Kooperationsparter

  • Johann Marton, SMI, Wien
  • Mark P. Faifman, Kurchatov Institute of Atomic Energy, Moskau
  • Paul Kienle, TU München

Publikationen

1) Molecule model for deeply bound and broad kaonic nuclear clusters.
A.N. Ivanov, P. Kienle, J. Marton, M. Pitschmann. Feb 2011. 4pp.
e-Print: arXiv:1102.4163 [nucl-th], AbstractPDF

2) Time Modulation of K-Shell Electron Capture Decay Rates of H-Like Heavy Ions and Neutrino Masses.
R. Höllwieser, A.N. Ivanov, P. Kienle, M. Pitschmann. Feb 2011. 3pp.
e-Print: arXiv:1102.2519 [nucl-th], Abstract, PDF

3) Energy Level Displacement of Excited np State of Kaonic Deuterium In Faddeev Equation Approach.
M. Faber, M.P. Faifman, A.N. Ivanov, J. Marton, M. Pitschmann, N.I. Troitskaya, . Dec 2010. 4pp.
e-Print: arXiv:1012.3933 [nucl-th], Abstract, PDF

4) Molecule model for kaonic nuclear cluster K-bar NN.
M. Faber, A.N. Ivanov, P. Kienle, J. Marton, M. Pitschmann. Dec 2009. 16pp.
e-Print: arXiv:0912.2084 [nucl-th], Abstract, PDF

5) On the influence of the magnetic field of the GSI experimental storage ring on the time-modulation of the EC-decay rates of the H-like mother ions.
M. Faber, A.N. Ivanov, P. Kienle, M. Pitschmann, N.I. Troitskaya. Jun 2009. 3pp.
e-Print: arXiv:0906.3617 [nucl-th], Abstract, PDF

6) On Continuum-State and Bound-State Beta Decay Rates of the Neutron.
M. Faber, A.N. Ivanov, V.A. Ivanova, J. Marton, M. Pitschmann, A.P. Serebrov, N.I. Troitskaya, M. Wellenzohn. Jun 2009. 8pp.
Published in Phys.Rev.C80:035503,2009.
e-Print: arXiv:0906.0959 [hep-ph], Abstract, PDF

7) Rates of K-shell Electron Capture Decays of Re-180 and Pm-142 Atoms.
A.N. Ivanov, P. Kienle, M. Pitschmann. May 2009. 6pp.
e-Print: arXiv:0905.1904 [nucl-th, Abstract, PDF

8) On Bound-State beta- Decay Rate of the Free Neutron.
M. Faber, A.N. Ivanov, V.A. Ivanova, J. Marton, M. Pitschmann, N.I. Troitskaya, M. Wellenzohn. Feb 2009. 3pp.
e-Print: arXiv:0902.1728 [hep-ph], Abstract, PDF

9) On Continuum- and Bound-State l- -Decay Rates of Pionic and Kaonic Hydrogen in the Ground State.
M. FaberA.N. Ivanov, V.A. Ivanova, J. Marton, M. Pitschmann, N.I. Troitskaya, M. Wellenzohn. Feb 2009. 6pp.
Prepared for Developments in Mathematical Relativity, Vienna, Austria, 20-21 Aug 2008.
Published in J.Phys.G36:075009,2009.
e-Print: arXiv:0902.1713 [hep-ph], Abstract, PDF

Konferenzbeiträge

1) Talk at 7th Workshop on Ultra Cold and Cold Neutrons, Physics and Sources, June 8 - 14, 2009, St. Petersburg, Russia

2) ECT* Hadronic Atoms and Kaonic Nuclei, October 12-16, 2009, Trento

3) ECT* Strangeness in Nuclei, October 4-8, 2010, Trento, Italy