Das NA48/1-Experiment - Messung seltener KS- und Hyperonzerfälle



Überblick


Im Jahr 2002 wurden im Anschluss-Experiment NA48/1seltene KS- und neutrale Hyperonzerfälle untersucht. Dazu wurde die Strahlführung geändert: Das Experiment wurde ohne KL-Strahl, dafür jedoch mit einem KS-Strahl mit ca. 200facher Intensität durchgeführt. Während der etwa dreimonatigen Datennahme fanden etwa 35 Milliarden KS-Zerfälle in der Zerfallsregion statt. Die aufgezeichneten Daten sind das weltweit größten Sample an KS-Zerfällen.

Hauptziel des Experiments war die Messung der sehr seltenen Zerfälle KS -> π0 e+ e- und KS -> π0 μ+ μ-. Diese sind von großem Interesse, da der korrespondierende Zerfallskanal des langlebigen KL-Mesons vermutlich eine signifikante direkt CP-verletzende Amplitude besitzt. Von beiden Zerfällen wurden 7 bzw. 6 Ereignisse über fast vernachlässigbarem Untergrund gefunden und Verzweigungsverhältnisse von wenigen 10-9 gemessen.

Neben weiteren seltenen KS-Zerfällen werden in den Daten des NA48/1-Experiments auch Zerfälle neutraler Hyperonen, insbesondere des Ξ0, untersucht. Das Ξ0 hat den Quarkinhalt (uss) und ist somit der strangeness-tragende Partner des Neutrons. Der integrierte Fluss von Ξ0-Hyperonen in NA48/1 betrug mehr als 2 Milliarden Zerfälle in der Zerfallsregion. Dies ist, wie bei den KS-Zerfällen, der weltweit größte Datensatz an Ξ0-Zerfällen. Damit sind extrem genaue Messungen der Eigenschaften und Zerfallskanäle des Ξ0-Hyperons möglich.

Ergebnisse mit Mainzer Beteiligung


Die Mainzer Arbeitsgruppe ist vor allem bei der Untersuchung von Hyperonzerfällen aktiv. Folgende Messungen wurden durchgeführt:

  • Messung des seltenen Zerfalls KS -> π+ π- π0
  • Messung der Rate und der Formfaktoren des Ξ0-Betazerfalls Ξ0 -> Σ+ e- ν
  • Erste genaue Messung des Zerfalls Ξ0 -> Σ+ μ- ν
  • Messung der Raten und Zerfallsasymmetrien der radiativen Zerfälle Ξ0 -> Λ γ und Ξ0 -> Σ0 γ
  • Messung der Ξ0-Lebensdauer
  • Messung des Verhältnisses der Anti-Ξ0- zu Ξ0-Produktion in Proton-Nukleon-Wechselwirkungen.