A facility for pion-induced nuclear reaction studies with HADES

  • HADES Collaboration
  • J. Adamczewski-Musch
  • O. Arnold
  • C. Behnke
  • A. Belounnas
  • A. Belyaev
  • J. C. Berger-Chen
  • J. Biernat
  • A. Blanco
  • C. Blume
  • M. Böhmer
  • P. Bordalo
  • S. Chernenko
  • C. Chlad
  • C. Deveaux
  • J. Dreyer
  • A. Dybczak
  • E. Epple
  • L. Fabbietti
  • O. Fateev
  • P. Filip
  • P. Fonte
  • C. Franco
  • J. Friese
  • I. Fröhlich
  • T. Galatyuk
  • J. A. Garzón
  • R. Gernhäuser
  • M. Golubeva
  • F. Guber
  • M. Gumberidze
  • S. Harabasz
  • T. Heinz
  • T. Hennino
  • S. Hlavac
  • C. Höhne
  • R. Holzmann
  • A. Ierusalimov
  • A. Ivashkin
  • B. Kämpfer
  • T. Karavicheva
  • B. Kardan
  • I. Koenig
  • W. Koenig
  • B. W. Kolb
  • G. Korcyl
  • G. Kornakov
  • R. Kotte
  • A. Kugler
  • T. Kunz
  • A. Kurepin
  • A. Kurilkin
  • P. Kurilkin
  • V. Ladygin
  • R. Lalik
  • K. Lapidus
  • A. Lebedev
  • L. Lopes
  • M. Lorenz
  • T. Mahmoud
  • L. Maier
  • A. Mangiarotti
  • J. Markert
  • S. Maurus
  • V. Metag
  • J. Michel
  • D. M. Mihaylov
  • S. Morozov
  • C. Müntz
  • R. Münzer
  • L. Naumann
  • K. N. Nowakowski
  • M. Palka
  • V. Pechenov
  • O. Pechenova
  • O. Petukhov
  • J. Pietraszko
  • W. Przygoda
  • S. Ramos
  • B. Ramstein
  • A. Reshetin
  • P. Rodriguez-Ramos
  • P. Rosier
  • A. Rost
  • A. Sadovsky
  • P. Salabura
  • T. Scheib
  • C. J. Schmidt
  • K. Schmidt-Sommerfeld
  • H. Schuldes
  • E. Schwab
  • A. Scordo
  • F. Scozzi
  • F. Seck
  • P. Sellheim
  • J. Siebenson
  • L. Silva
  • Yu. G. Sobolev
  • S. Spataro
  • H. Ströbele
  • J. Stroth
  • P. Strzempek
  • C. Sturm
  • O. Svoboda
  • P. Tlusty
  • M. Traxler
  • H. Tsertos
  • E. Usenko
  • V. Wagner
  • C. Wendisch
  • M. G. Wiebusch
  • J. Wirth
  • Y. Zanevsky
  • P. Zumbruch
Tools for Experiment and Theory - Experimental Physics

Abstract.

The combination of a production target for secondary beams, an optimized ion optical beam line setting, in-beam detectors for minimum ionizing particles with high rate capability, and an efficient large acceptance spectrometer around the reaction target constitutes an experimental opportunity to study in detail hadronic interactions utilizing pion beams impinging on nucleons and nuclei. For the 0.4-2.0GeV/c pion momentum regime such a facility is located at the heavy ion synchrotron accelerator SIS18 in Darmstadt (Germany). The layout of the apparatus, performance of its components and encouraging results from a first commissioning run are presented.

References

  1. 1.
    J. Diaz et al., Nucl. Instrum. Methods A 478, 511 (2002)ADSCrossRefGoogle Scholar
  2. 2.
    J. Wirth, L. Fabbietti, R. Lalik, L. Maier, A. Scordo, Nucl. Instrum. Methods A 824, 243 (2016)ADSCrossRefGoogle Scholar
  3. 3.
    G. Agakishiev et al., Eur. Phys. J. A 41, 243 (2009)ADSCrossRefGoogle Scholar
  4. 4.
    W.J. Briscoe, M. Doering, H. Haberzettl, D.M. Manley, M. Naruki, I.I. Strakovsky, E.S. Swanson, Eur. Phys. J. A 51, 129 (2015)ADSCrossRefGoogle Scholar
  5. 5.
    A.V. Anisovich, R. Beck, E. Klempt, V.A. Nikonov, A.V. Sarantsev, U. Thoma, Eur. Phys. J. A 48, 15 (2012)ADSCrossRefGoogle Scholar
  6. 6.
  7. 7.
    P. Strzempek, Nucl. Instrum. Methods A 824, 359 (2016)ADSCrossRefGoogle Scholar
  8. 8.
    M. Doring, C. Hanhart, F. Huang, S. Krewald, U.G. Meissner, Nucl. Phys. A 829, 170 (2009)ADSCrossRefGoogle Scholar
  9. 9.
    M. Doring, C. Hanhart, F. Huang, S. Krewald, U.G. Meissner, Phys. Lett. B 681, 26 (2009)ADSCrossRefGoogle Scholar
  10. 10.
    D.J. Candlin et al., Nucl. Phys. B 238, 477 (1984)ADSCrossRefGoogle Scholar
  11. 11.
    V. Shklyar, H. Lenske, U. Mosel, Phys. Rev. C 72, 015210 (2005)ADSCrossRefGoogle Scholar
  12. 12.
    S. Abd El-Samad et al., Eur. Phys. J. A 49, 41 (2013)ADSCrossRefGoogle Scholar
  13. 13.
    H. Machner, J. Haidenbauer, F. Hinterberger, A. Magiera, J.A. Niskanen, J. Ritman, R. Siudak, Nucl. Phys. A 901, 65 (2013)ADSCrossRefGoogle Scholar
  14. 14.
    S. Jowzaee et al., Eur. Phys. J. A 52, 7 (2016)ADSCrossRefGoogle Scholar
  15. 15.
    E. Oset, A. Ramos, Eur. Phys. J. A 44, 445 (2010)ADSCrossRefGoogle Scholar
  16. 16.
    Y.S. Golubeva, L.A. Kondratyuk, W. Cassing, Nucl. Phys. A 625, 832 (1997)ADSCrossRefGoogle Scholar
  17. 17.
    M. Effenberger, E.L. Bratkovskaya, W. Cassing, U. Mosel, Phys. Rev. C 60, 027601 (1999)ADSCrossRefGoogle Scholar
  18. 18.
    G. Agakishiev et al., Phys. Lett. B 715, 304 (2012)ADSCrossRefGoogle Scholar
  19. 19.
    M. Naruki et al., Phys. Rev. Lett. 96, 092301 (2006)ADSCrossRefGoogle Scholar
  20. 20.
    W. Schon, H. Bokemeyer, W. Konig, V. Metag, Acta Phys. Pol. B 27, 2959 (1996)Google Scholar
  21. 21.
    F. Sakuma et al., Phys. Rev. Lett. 98, 152302 (2007)ADSCrossRefGoogle Scholar
  22. 22.
    M. Benabderrahmane et al., Phys. Rev. Lett. 102, 182501 (2009)ADSCrossRefGoogle Scholar
  23. 23.
    V. Koptev et al., Phys. Rev. Lett. 87, 022301 (2001)ADSCrossRefGoogle Scholar
  24. 24.
    O. Vzquez Doce et al., Phys. Lett. B 758, 134 (2016)ADSCrossRefGoogle Scholar
  25. 25.
    G. Agakishiev et al., Phys. Rev. C 92, 024903 (2015)ADSCrossRefGoogle Scholar
  26. 26.
    G. Agakishiev et al., Phys. Lett. B 742, 242 (2015)ADSCrossRefGoogle Scholar
  27. 27.
    G. Agakishiev et al., Phys. Rev. C 90, 015202 (2014)ADSCrossRefGoogle Scholar
  28. 28.
    G. Agakishiev et al., Phys. Rev. C 90, 054906 (2014)ADSCrossRefGoogle Scholar
  29. 29.
    G. Agakishiev et al., Eur. Phys. J. A 50, 81 (2014)ADSCrossRefGoogle Scholar
  30. 30.
    M. Hartmann, Y. Kiselev, A. Polyanskiy, E.Y. Paryev, M. Buscher et al., Phys. Rev. C 85, 035206 (2012)ADSCrossRefGoogle Scholar
  31. 31.
    R. Muto et al., Phys. Rev. Lett. 98, 042501 (2007)ADSCrossRefGoogle Scholar
  32. 32.
    D.B. Kaplan, A.E. Nelson, Phys. Lett. B 175, 57 (1986)ADSCrossRefGoogle Scholar
  33. 33.
    J. Schaffner, J. Bondorf, I.N. Mishustin, Nucl. Phys. A 625, 325 (1997)ADSCrossRefGoogle Scholar
  34. 34.
    W. Cassing, E.L. Bratkovskaya, U. Mosel, S. Teis, A. Sibirtsev, Nucl. Phys. A 614, 415 (1997)ADSCrossRefGoogle Scholar
  35. 35.
    D. Cabrera, L. Tolos, J. Aichelin, E. bratkovskaya, J. Phys. Conf. Ser. 668, 012048 (2016)CrossRefGoogle Scholar
  36. 36.
    D. Cabrera, L. Roca, E. Oset, H. Toki, M. Vicente Vacas, Nucl. Phys. A 733, 130 (2004)ADSCrossRefGoogle Scholar
  37. 37.
    C. Dover, J. Huefner, R.H. Lemmer, Ann. Phys. 66, 248 (1971)ADSCrossRefGoogle Scholar
  38. 38.
    T. Ishikawa et al., Phys. Lett. B 608, 215 (2005)ADSCrossRefGoogle Scholar
  39. 39.
    P. Muhlich, U. Mosel, Nucl. Phys. A 765, 188 (2006)ADSCrossRefGoogle Scholar
  40. 40.
    A. Polyanskiy et al., Phys. Lett. B 695, 74 (2011)ADSCrossRefGoogle Scholar
  41. 41.
    E. Friedman, A. Gal, Nucl. Phys. A 899, 60 (2013)ADSCrossRefGoogle Scholar
  42. 42.
    E. Friedman, A. Gal, Nucl. Phys. A 959, 66 (2017)ADSCrossRefGoogle Scholar
  43. 43.
    Yu.T. Kiselev et al., Phys. Rev. C 92, 065201 (2015)ADSCrossRefGoogle Scholar
  44. 44.
    M.F.M. Lutz, B. Friman, M. Soyeur, Nucl. Phys. A 713, 97 (2003)ADSCrossRefGoogle Scholar
  45. 45.
    A.I. Titov, B. Kämpfer, Eur. Phys. J. A 12, 217 (2001)ADSCrossRefGoogle Scholar
  46. 46.
    B. Friman, M.F.M. Lutz, G. Wolf, Nucl. Phys. A 654, 615c (1999)ADSCrossRefGoogle Scholar
  47. 47.
    M.F.M. Lutz, G. Wolf, B. Friman, Nucl. Phys. A 706, 431 (2002) 765ADSCrossRefGoogle Scholar
  48. 48.
    A. Faessler, C. Fuchs, M.I. Krivoruchenko, B.V. Martemyanov, J. Phys. G 29, 603 (2003)ADSCrossRefGoogle Scholar
  49. 49.
    E. Speranza, M. Zetenyi, B. Friman, Phys. Lett. B 764, 282 (2017)ADSCrossRefGoogle Scholar
  50. 50.
    U. Rohrer, PSI Graphic Transport Framework by U. Rohrer based on a CERN-SLAC-FERMILAB version by K.L. Brown (2007), http://aea.web.psi.ch/Urs_Rohrer/MyWeb/trans.htm
  51. 51.
    I. Frohlich et al., PoS ACAT2007, 076 (2007)Google Scholar
  52. 52.
    G. Agakishiev et al., Eur. Phys. J. A 40, 45 (2009)ADSCrossRefGoogle Scholar
  53. 53.
    C. Theisen et al., Nucl. Instrum. Methods A 747, 69 (2014)ADSCrossRefGoogle Scholar
  54. 54.
    M. Friedl, PhD Thesis, Vienna University of Technology (2001)Google Scholar
  55. 55.
    J. Siebenson, PhD Thesis, TU München (2013)Google Scholar
  56. 56.
    N. Abel, CBM Progress Report (2008). Google Scholar
  57. 57.
    G. Lindstrom, M. Moll, E. Fretwurst, Nucl. Instrum. Methods A 426, 1 (1999)ADSCrossRefGoogle Scholar
  58. 58.
    G. Lindstrom, Nucl. Instrum. Methods A 512, 30 (2003)ADSCrossRefGoogle Scholar
  59. 59.
    G. Lutz, Semiconductor Radiation Detectors Device Physics (Springer, Berlin New York, 2007)Google Scholar
  60. 60.
    T. Kohriki, T. Kondo, H. Iwasaki, S. Terada, Y. Unno, T. Ohsugi, IEEE Trans. Nucl. Sci. 43, 1200 (1996)ADSCrossRefGoogle Scholar
  61. 61.
    A.S. Brogna, S. Buzzetti, W. Dabrowski, T. Fiutowski, B. Gebauer, M. Klein, C.J. Schmidt, H.K. Soltveit, R. Szczygiel, U. Trunk, Nucl. Instrum. Methods A 568, 301 (2006)ADSCrossRefGoogle Scholar
  62. 62.
    J. Michel et al., J. Instrum. 6, C12056 (2011)CrossRefGoogle Scholar
  63. 63.
    A. Neiser et al., J. Instrum. 8, C12043 (2013)CrossRefGoogle Scholar
  64. 64.
    J. Pietraszko, L. Fabbietti, W. Koenig, Nucl. Instrum. Methods A 618, 121 (2010)ADSCrossRefGoogle Scholar
  65. 65.
    F. Anghinolfi, P. Jarron, F. Krummenacher, E. Usenko, M.C.S. Williams, IEEE Trans. Nucl. Sci. 51, 1974 (2004)ADSCrossRefGoogle Scholar
  66. 66.
    C. Ugur, in IEEE NoMeTDC Proceedings 2013, (IEEE, 2013), https://doi.org/10.1109/NoMeTDC.2013.6658234
  67. 67.
    S. Agostinelli et al., Nucl. Instrum. Methods A 506, 250 (2003)ADSCrossRefGoogle Scholar
  68. 68.
    National Institute of Standards and Technology, http://physics.nist.gov/PhysRefData/Star/Text/PSTAR-t.html

Copyright information

© SIF, Springer-Verlag GmbH Germany 2017

Authors and Affiliations

  • HADES Collaboration
  • J. Adamczewski-Musch
    • 4
  • O. Arnold
    • 9
    • 10
  • C. Behnke
    • 8
  • A. Belounnas
    • 15
  • A. Belyaev
    • 7
  • J. C. Berger-Chen
    • 9
    • 10
  • J. Biernat
    • 3
  • A. Blanco
    • 2
  • C. Blume
    • 8
  • M. Böhmer
    • 10
  • P. Bordalo
    • 2
  • S. Chernenko
    • 7
  • C. Chlad
    • 16
  • C. Deveaux
    • 11
  • J. Dreyer
    • 6
  • A. Dybczak
    • 3
  • E. Epple
    • 9
    • 10
  • L. Fabbietti
    • 9
    • 10
  • O. Fateev
    • 7
  • P. Filip
    • 1
  • P. Fonte
    • 2
  • C. Franco
    • 2
  • J. Friese
    • 10
  • I. Fröhlich
    • 8
  • T. Galatyuk
    • 4
    • 5
  • J. A. Garzón
    • 17
  • R. Gernhäuser
    • 10
  • M. Golubeva
    • 12
  • F. Guber
    • 12
  • M. Gumberidze
    • 5
  • S. Harabasz
    • 3
    • 5
  • T. Heinz
    • 4
  • T. Hennino
    • 15
  • S. Hlavac
    • 1
  • C. Höhne
    • 11
  • R. Holzmann
    • 4
  • A. Ierusalimov
    • 7
  • A. Ivashkin
    • 12
  • B. Kämpfer
    • 6
  • T. Karavicheva
    • 12
  • B. Kardan
    • 8
  • I. Koenig
    • 4
  • W. Koenig
    • 4
  • B. W. Kolb
    • 4
  • G. Korcyl
    • 3
  • G. Kornakov
    • 5
  • R. Kotte
    • 6
  • A. Kugler
    • 16
  • T. Kunz
    • 10
  • A. Kurepin
    • 12
  • A. Kurilkin
    • 7
  • P. Kurilkin
    • 7
  • V. Ladygin
    • 7
  • R. Lalik
    • 9
    • 10
  • K. Lapidus
    • 9
    • 10
  • A. Lebedev
    • 13
  • L. Lopes
    • 2
  • M. Lorenz
    • 8
  • T. Mahmoud
    • 11
  • L. Maier
    • 10
  • A. Mangiarotti
    • 2
  • J. Markert
    • 8
  • S. Maurus
    • 10
  • V. Metag
    • 11
  • J. Michel
    • 8
  • D. M. Mihaylov
    • 9
    • 10
  • S. Morozov
    • 12
  • C. Müntz
    • 8
  • R. Münzer
    • 9
    • 10
  • L. Naumann
    • 6
  • K. N. Nowakowski
    • 3
  • M. Palka
    • 3
  • V. Pechenov
    • 4
  • O. Pechenova
    • 8
  • O. Petukhov
    • 12
  • J. Pietraszko
    • 4
  • W. Przygoda
    • 3
  • S. Ramos
    • 2
  • B. Ramstein
    • 15
  • A. Reshetin
    • 12
  • P. Rodriguez-Ramos
    • 16
  • P. Rosier
    • 15
  • A. Rost
    • 5
  • A. Sadovsky
    • 12
  • P. Salabura
    • 3
  • T. Scheib
    • 8
  • C. J. Schmidt
    • 4
  • K. Schmidt-Sommerfeld
    • 10
  • H. Schuldes
    • 8
  • E. Schwab
    • 4
  • A. Scordo
    • 18
  • F. Scozzi
    • 5
    • 15
  • F. Seck
    • 5
  • P. Sellheim
    • 8
  • J. Siebenson
    • 10
  • L. Silva
    • 2
  • Yu. G. Sobolev
    • 16
  • S. Spataro
    • 19
  • H. Ströbele
    • 8
  • J. Stroth
    • 4
    • 8
  • P. Strzempek
    • 3
  • C. Sturm
    • 4
  • O. Svoboda
    • 16
  • P. Tlusty
    • 16
  • M. Traxler
    • 4
  • H. Tsertos
    • 14
  • E. Usenko
    • 12
  • V. Wagner
    • 16
  • C. Wendisch
    • 4
  • M. G. Wiebusch
    • 8
  • J. Wirth
    • 9
    • 10
  • Y. Zanevsky
    • 7
  • P. Zumbruch
    • 4
  1. 1.Institute of PhysicsSlovak Academy of SciencesBratislavaSlovakia
  2. 2.Laboratório de InstrumentaçãoFísica Experimental de PartículasCoimbraPortugal
  3. 3.Smoluchowski Institute of PhysicsJagiellonian University of CracowKrakówPoland
  4. 4.GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbHDarmstadtGermany
  5. 5.Technische Universität DarmstadtDarmstadtGermany
  6. 6.Institut für StrahlenphysikHelmholtz-Zentrum Dresden-RossendorfDresdenGermany
  7. 7.Joint Institute of Nuclear ResearchDubnaRussia
  8. 8.Institut für KernphysikGoethe-UniversitätFrankfurtGermany
  9. 9.Excellence Cluster “Origin and Structure of the Universe”GarchingGermany
  10. 10.Physik Department E62Technische Universität MünchenGarchingGermany
  11. 11.II.Physikalisches InstitutJustus Liebig Universität GiessenGiessenGermany
  12. 12.Institute for Nuclear ResearchRussian Academy of ScienceMoscowRussia
  13. 13.Institute of Theoretical and Experimental PhysicsMoscowRussia
  14. 14.Department of PhysicsUniversity of CyprusNicosiaCyprus
  15. 15.Institut de Physique Nucléaire, CNRS-IN2P3, Univ. Paris-Sud, Université Paris-SaclayOrsay CedexFrance
  16. 16.Nuclear Physics InstituteThe Czech Academy of SciencesRezCzech Republic
  17. 17.LabCAF. F. FísicaUniv. de Santiago de CompostelaSantiago de CompostelaSpain
  18. 18.INFN, Laboratori Nazionali di FrascatiFrascati (Roma)Italy
  19. 19.Dipartimento di Fisica and INFN, Università di TorinoTorinoItaly

Personalised recommendations