Latest documents http://publikationen.stub.uni-frankfurt.de/index/index/ Mon, 28 Nov 2005 12:31:30 +0100 Mon, 28 Nov 2005 12:31:30 +0100 http://publikationen.stub.uni-frankfurt.de/frontdoor/index/index/docId/3146 In meiner Dissertation "Nichtgleichgewichtsdynamik des chiralen Phasenübergangs bei endlichen Temperaturen und Dichten" untersuche ich das Verhalten von stark wechselwirkender Materie bei hohen Temperaturen und Baryonendichten. Diese Form der Materie untersucht man mit Hilfe von Kern-Kern-Kollisionen an großen Beschleunigern am SPS in Genf (Schweiz) und am RHIC in Brookhaven (USA). Die Quantenchromodynamik (QCD) ist bis heute der beste Kandidat für die Theorie der starken Wechselwirkung und sollte daher die verschiedenen Phasen bei allen Baryonendichten und Temperaturen beschreiben. In der Praxis läßt die QCD sich bisher allerdings nur in einigen Grenzfällen, bei denen eine Störungstheoretische Beschreibung möglich ist, lösen. Daher ist es notwendig, bei endlichen Temperaturen und Baryonendichten effektive Modelle zu entwickeln, welche dann nur den grundlegenden Eigenschaften der QCD Rechnung tragen. Untersuchungen haben ergeben, daß die QCD zwei unterschiedliche Phasenübergänge beinhaltet. Zum einen den sogenannten Deconfinement-Phasenübergang von Kernmaterie zu einem asymptotisch freien Zustand, dem Quark Gluon Plasma, und zum anderen den chiralen Phasenübergang von massiven zu masselosen Teilchen. Gittereichtheoretische Rechnungen haben darüber hinaus gezeigt, daß es im Phasendiagramm einen kritischen Punkt und es Phasenübergänge erster Ordnung und sogenannte Crossover-übergänge gibt. In meiner Arbeit habe ich ein Modell verwendet und weiterentwickelt mit dem es möglich ist, den sogenannten {\em chiralen Phasenübergang} im Nichtgleichgewicht zu untersuchen. Dabei betrachte ich den übergang von masselosen (bei hohen Temperaturen und Baryonendichten) zu massiven Quarks (bei niedrigen Temperaturen und Baryonendichten). Der Schwerpunkt meiner Arbeit liegt auf den Nichtgleichgewichtseffekten des chiralen Phasenübergangs. Solche Nichtgleichgewichtseffekte sind zum Beispiel der Siedeverzug, wie man ihn manchmal beim Kochen von Wasser in einem Reagenzglas vorfindet. Auch hier wird die zeitliche Entwicklung des Systems durch Nichtgleichgewichtseffekte stark verändert, das Wasser kocht nicht einfach nur, sondern es verdampft schlagartig. Ziel meiner Arbeit ist es nun, den Einfluß von Nichtgleichgewichtseffekten auf den chiralen Phasenübergang in Kern-Kern-Kollisionen und insbesondere den Einfluß des kritischen Punktes zu untersuchen. Um mehr über den Phasenübergang im Nichtgleichgewicht herauszufinden, bietet es sich an, Fluktuationen bestimmter thermodynamischer Größen und ihren Einfluß auf Observablen zu untersuchen. Hierzu werden Fluktuationen in die Anfangsbedingungen der numerischen Simulationen eingefügt und untersucht, wie sich jeweils die zeitliche Entwicklung des Systems verhält. Zunächst habe ich die zeitliche Entwicklung der Fluktuationen in Abhängigkeit von der anfänglichen Systemgröße untersucht. Für ein unendliches System würde man am kritischen Punkt eine divergierende Korrelationslänge der Fluktuationen erwarten. Bei einer Kern-Kern-Kollision ist die Größe des Systems hingegen endlich und das System expandiert sehr schnell. Meine Ergebnisse zeigen, daß für alle untersuchten Systemgrößen die Korrelationslänge maximal 2-3 mal so groß wie die anfängliche Korrelationslänge wurde. Es ist daher zweifelhaft, ob dieser Effekt in Kern-Kern-Kollisionen gemessen werden kann. \\ Daher habe ich im weiteren untersucht, wie sich die anfänglichen Fluktuationen des Ordnungsparameters auf die Entwicklung der Energie- und Baryonendichte des Systems auswirken. Die Ergebnisse zeigen, wie Inhomogenitäten von Energie- und Baryonendichte durch die Anwesenheit von verschiedenen Phasenübergängen beeinflußt werden. Während die Inhomogenitäten der Energiedichte sich nur wenig unterscheiden, zeigt sich bei der Baryonendichte ein anderes Verhalten. Für Phasenüberänge erster Ordnung sind die Inhomogenitäten deutlich höher als für Crossover-übergänge. Dies könnte sich unter anderem in der relativen Häufigkeit bestimmter Teilchenspezies wie der Kaonen und Pionen bemerkbar machen. Kerstin Anja Paech doctoralthesis http://publikationen.stub.uni-frankfurt.de/frontdoor/index/index/docId/3146 Mon, 28 Nov 2005 12:31:30 +0100 http://publikationen.stub.uni-frankfurt.de/frontdoor/index/index/docId/3297 Abstract Geant4 is a toolkit for simulating the passage of particles through matter. It includes a complete range of functionality including tracking, geometry, physics models and hits. The physics processes offered cover a comprehensive range, including electromagnetic, hadronic and optical processes, a large set of long-lived particles, materials and elements, over a wide energy range starting, in some cases, from 250 eV and extending in others to the TeV energy range. It has been designed and constructed to expose the physics models utilised, to handle complex geometries, and to enable its easy adaptation for optimal use in different sets of applications. The toolkit is the result of a worldwide collaboration of physicists and software engineers. It has been created exploiting software engineering and object-oriented technology and implemented in the C++ programming language. It has been used in applications in particle physics, nuclear physics, accelerator design, space engineering and medical physics. PACS: 07.05.Tp; 13; 23 S. Agostinelli; Dennis Dean Dietrich; Walter Greiner; Kerstin Anja Paech; Stefan Scherer; Horst Stöcker; Henning Weber; Detlef Zschiesche; et al.; Geant4 Collaboration article http://publikationen.stub.uni-frankfurt.de/frontdoor/index/index/docId/3297 Wed, 16 Nov 2005 09:44:27 +0100