Reconstruction of e + e − in peripheral Au + Au collisions

The investigation of hadronic matter in hot and dense conditions is a key research topic in the HADES collaboration and for many nuclear physicists around the world. To gain insight in the behaviour of strongly interacting particles, heavy ions are collided with relativistic speeds. Detection of particles created during a collision brings information about the properties of particles and eventually leads to a more detailed picture of the QCD phase diagram. e+e− pairs serve as a particularly interesting probe of the fireball as they do not interact strongly, but are influenced overwhelmingly by the electromagnetic force. Once created, through one of their many sources, this means that such dileptons can reach the detector directly and unhindered, such that they bring information about the early stages of the collision. Using the experimental data from 2012 Au+Au collisions at p s = 2.42 GeV at HADES, these dileptons are identified and their invariant mass spectrum investigated. A particular focus is set on the inspection of peripheral events which have largely been ignored in previous works due to their limited statistics. This analysis includes an event selection, a single lepton identification and a subsequent signal extraction for which the combinatorial background is calculated. Furthermore, the signal is acceptance and efficiency corrected. On top of that, a normalisation to the number of π0 is applied and the excess pairs are isolated by subtracting reference and η-spectrum. This allows to calculate the excess yield and temperature from the remaining invariant mass spectra and their behaviour as a function of the mean number of participating nucleons Apar t is investigated. Zusammenfassung Die Untersuchung von hadronischer Materie unter heißen und dichten Bedingungen ist ein zentrales Forschungsthema in der HADES Kollaboration und von vielen Physiker in der ganzen Welt. Um Einsicht in das Verhalten von stark wechselwirkenden Teilchen zu erhalten, werden schwere Ionen mit relativistischen Geschwindigkeiten kollidiert. Die Detektion der in der Kollision entstehenden Teilchen liefert Informationen über die Eigenschaften der Teilchen und führt schließlich zu einem detaillierten Bild des QCD-Phasendiagramms. e+e− Paare agieren als besonders interessante Probe des Feuerballs, da sie nicht stark wechselwirken, sondern überwiegend von der elektromagnetischen Kraft beeinflusst sind. Wenn sie einmal durch eine ihrer vielen Quellen entstanden sind, bedeutet dies, dass jene Dileptonen den Detektor direkt und unbehindert erreichen können und somit Informationen über die frühen Phasen der Kollision bringen. Unter der Nutzung der experimentellen Daten von Au+Au Kollisionen aus dem Jahr 2012 bei p s = 2.42 GeV (gemessen bei HADES) werden Dileptonen identifiziert und deren invariantes Massenspektrum untersucht. Ein besonderer Fokus wird auf die Inspektion von peripheren Kollisionsereignissen gesetzt, welche in vorherigen Arbeiten aufgrund ihrer limitierten Statistik größtenteils ignoriert wurden. Diese Analyse beinhaltet eine Selektion von Kollisionsereignissen, eine Leptonenidentifikation und die anschließende Extraktion des Signals, wobei dafür der kombinatorielle Hintergrund berechnet wird. Weiterhin wird das Signal um die Akzeptanz und Effizienz korrigiert. Darüberhinaus wird eine Normalisierung zu der Anzahl der π0 durchgeführt und die überschüssigen Paare werden isoliert, indem die Referenz und das η-Spectrum abgezogen werden. Das ermöglicht die Berechnung der überschüssigen Ausbeute und Temperatur aus den übrig gebliebenen invarianten Massenspektren und deren Verhalten als Funktion von der durchschnittlichen Anzahl von teilnehmenden Nukleonen Apar t wird untersucht.