This work presents a precision determination of the mass difference of neutral and charged B mesons, m(B0) - m(B+). The measurement is based on a data sample of about 232 million B-meson pairs recorded with the BABAR detector at the e+e- storage-ring system PEP-II. In events of e+e- --> Upsilon(4S) --> B Bbar, B0 and B+ mesons are fully reconstructed in decays B+ --> J/psi K+ and B0 --> J/psi K*0 using the subsequent decays J/psi --> l+ l- and K*0 --> K+ pi- for the reconstruction of J/psi mesons and K*0 resonances, respectively. The determination of the mass difference from the measurement of the invariant B-meson masses suffers from detector-resolution effects. To reach the desired sensitivity, the B-meson momenta are measured in the center-of-mass system, the Upsilon(4S) rest frame. Since their energy is also known in the center-of-mass system, this method leads to the mass difference using the relativistic energy-momentum relation. For this purpose, three different fit methods are performed to the spectra of the B momenta. The obtained result is m(B0) - m(B+) = (+0.33 +- 0.05 +- 0.03) MeV/c^2, where the first error is statistical and the second estimates the systematic uncertainty of this measurement, which agrees well with the current world average. However, the combined error of this measurement is substantially smaller than that in the current world average, and the significance of m(B0) - m(B+) being non-zero has exceeded the 5 sigma level.

The TOF-spectrometer located at the proton accelerator COSY (Juelich) stands out for experimental versatility. This is due to its modular setup: about ten subdetectors can be be arranged to satisfy the individual requirements of specific experiments. However, this flexibility hampers the calibration and the data analysis, since for each new detector setup the software has to be adjusted as well. Therefore, a new analysis framework (TofRoot) has been developed. A set of concepts is used that enables teamwork and leads to an efficient data-analysis, even for different beamtimes. Using TofRoot, three reactions are analyzed - each for two different beam momenta (2950 MeV/c, 3200 MeV/c): Firstly, the elastic proton-proton scattering. It is used to determine the luminosity and to extract benchmark results for the detector performance. Secondly, the reaction pp->deutoron-piplus is studied. Total as well as differential cross sections are presented, which nicely fit into the word data set. Finally, the vector-meson production (omega) is investigated which is the scientific focus of this work. Here, the theoretical and experimental knowledge is presently rather scarce. However, the elementary reaction dynamics is needed as an inevitable prerequisite in many fields of physics; e.g. the short range part of the nucleon-nucleon force, the description of extremely dense matter, the strangeness content of nucleons. After a detailed description of the analysis strategies, total cross sections, angular distributions, and invariant-mass spectra are presented. Some of the findings are completely new, and all provide smaller experimental uncertainties with respect to the available word data set. Finally, the results are embedded into the existing body of data and their implication on the theoretical models is discussed. / Das TOF-Spektrometer am Protonen-Beschleunigerring COSY (Juelich) besticht durch seine experimentelle Vielseitigkeit, da der modulare Aufbau aus ca.~zehn Subdetektoren eine individuelle Anpassung an spezifische experimentelle Erfordernisse ermoeglicht. Diese Flexibilitaet erschwert jedoch die Kalibrierung und die Datenauswertung, da die Software nach jedem Umbau angepasst werden muss. Daher wurde das Analyseframework TofRoot entwickelt, welches durch einen Satz von Strategien eine effiziente und teamorientierte Auswertung ermoeglicht, sogar fuer verschiedene Strahlzeiten. Mit Hilfe von TofRoot wurden drei Reaktionskanaele analysiert, jeweils fuer zwei Strahlimpulse (2950 MeV/c, 3200 MeV/c): Zuerst die elastische Proton-Proton Streuung, welche der Luminositaetsbestimmung dient und an Hand derer die Guete des Detektorsystems und der Kalibration veranschaulicht wird. Anschliessend folgt die Reaktion pp->deuteron-piplus, bei der die extrahierten Winkelverteilungen und totalen Wirkungsquerschnitte sich widerspruchsfrei in die vorhandene Datenbasis einordnen. Schliesslich wird die Vektormesonenproduktion (omega) untersucht, die den wissenschaftlichen Fokus dieser Arbeit darstellt. In diesem Kanal ist die experimentelle Datenbasis duenn und die theoretische Beschreibung bislang unvollstaendig. Ein gutes Verstaendnis der omega-Produktionsdynamik ist aber unabdingbar fuer die theoretische Beschreibung vieler Felder moderner Physik, z.B. des kurzreichweitigen Teils der Nukleon-Nukleon-Wechselwirkung, extrem dichter Materie und des Strangenessanteils im Nukleon. Nach einer detailierten Beschreibung der Analysestrategien werden totale Wirkungsquerschnitte, Winkelverteilungen und Spektren invarianter Massen vorgestellt. Verglichen mit vorhandenen Daten sind alle Angaben mit kleineren experimentellen Unsicherheiten behaftet, und zum Teil erschliessen sie zuvor nicht zugaengliche Groessen. Abschliessend werden die Ergebnisse in die vorhandene experimentelle Datenbasis eingeordnet, und ihre Auswirkung auf theoretische Modelle wird diskutiert.

The PANDA experiment is planned as part of the extended GSI facility FAIR to investigate hadronic reactions in antiproton-proton annihilations. An excellent beam quality and high luminosity is expected which allows the investigation of hadronic reactions such as the spectroscopy of the charmonium system. To ensure different studies of hadronic systems an universal detector is being designed, the PANDA detector. A high resolution Micro Vertex Detector (MVD), as part of the whole setup, is an important component of the track and vertex reconstruction. A mayor part of this work were simulation studies to investigate the resolution ability of the vertex detector. For this the development and implementation of reconstruction algorithms and their integration to the track and vertex reconstruction were an essential part to allow the detailed study of the resolution of the MVD and the whole apparatus under realistic assumptions. The track and vertex reconstruction ability of the detector is shown exemplarily for the channels antiproton-proton into two charged pions and into J/psi and photon. The expected hadronic background for physics observables requires a high selection power of the experimental setup, especially for the investigation of the charmonium system above the DD(bar) threshold. For this particular energy region no experimental data exist and the PANDA experiment can contribute to understand the binding of charmed mesonic systems. Charmonium states can decay to open-charm channels which provide a clear signature in the detector from the charged D-Meson decays. In this work the high selection ability of the experimental setup was investigated for two reaction channels. Under the assumption of an expected low reaction cross section the clear identification of the DD(bar) decay channel was shown, even for the presence of a huge hadronic background. This allows a clear identification of the DD(bar) decay channel and mayor background resources for this channel were discussed. / Das PANDA Experiment wird Teil der geplanten Ausbaustufe FAIR als Erweiterung zur GSI und wird die Untersuchung von hadronischen Reaktionen in Antiproton-Proton Annihilationen ermöglichen. Durch die zu erwartende exzellente Strahlqualität und hohe Luminosität ergeben sich vielfältige Möglichkeiten zur Untersuchung von Hadronenwechselwirkungen, wie beispielsweise die genaue Spektroskopie des Charmoniumsystems. Um vielfältige Untersuchungen verschiedenster hadronischer Systeme zu gewährleisten, wurde der Aufbau eines universellen Detektors geplant, des PANDA Detektors. Dazu ist ein hochauflösender Vertexdetektor (MVD) eine wichtige Komponente, um im Zusammenspiel mit weiteren Detektorkomponenten zur Spur- und Vertexrekonstruktion beitragen zu können. Im Rahmen dieser Arbeit wurden detaillierte Simulationen durchgeführt, die das Auflösungsvermögen des Vertexdetektors charakterisieren, ganz besonders im Hinblick auf die Rekonstruktion verschiedener physikalischer Kanäle. Dafür war die Entwicklung und Implementierung von Algorithmen zur Rekonstruktion der zu erwartenden Detektordaten und deren Integration in den Spurfit zur Teilchenrekonstruktion eine Grundvoraussetzung. Dadurch ist es möglich das Auflösungsvermögen des MVD und des gesamten experimentellen Aufbaus unter realistischen Bedingungen zu testen und zu optimieren. Die Spur- und Vertexrekonstruktion wird anhand der Kanäle Antiproton-Proton nach zwei geladenen Pionen und nach J/Psi Photon evaluiert. Der zu erwartende hadronische Untergrund stellt hohe Anforderungen an die Selektionskraft des experimentellen Aufbaus, bezüglich der physikalischen Observablen, dar. Dies ist besonders für die Untersuchung des Charmoniumsystems oberhalb der DD(quer)-Schwelle von Bedeutung, wofür kaum experimentelle Untersuchungen vorliegen und der PANDA Detektor zukünftig einen entscheidenden Beitrag zum Verständnis gebundener mesonischer Systeme beitragen kann. Zuständen im Charmoniumsystem ist es erlaubt in Open-Charm-Kanäle zu zerfallen, die eine eindeutige experimentelle Signatur mittels der D-Zerfälle in geladene Teilchen im Detektor erlauben. Im Rahmen dieser Arbeit konnte anhand zweier grundlegender Reaktionen gezeigt werden, dass selbst unter ungünstigen Annahmen über den zu erwartenden Wirkungsquerschnitt, der noch nicht schwellennah vermessen wurde, das stark unterdrückte Signal gegenüber Untergrundereignissen hinreichend angereichert werden kann. Dies erlaubt eine klare Identifizierung des DD(quer)-Ausgangskanales, wobei die wesentlichen Untergrundbeiträge identifiziert und diskutiert werden.

Das Zusammenspiel von Hadronen und Modifikationen ihrer Eigenschaften auf der einen Seite und spontaner chiraler Symmetriebrechung und Restauration auf der anderen Seite wird untersucht. Es werden die QCD Summenregeln für D und B Mesonen in kalter Materie berechnet. Wir bestimmen die Massenaufspaltung von D - D-bar und B - B-bar Mesonen als Funktion der Kerndichte und untersuchen den Einfluss verschiedener Kondensate in der Näherung linearer Dichteabhängigkeit. Die Analyse beinhaltet ebenfalls D_s und D^*_0 Mesonen. Es werden QCD Summenregeln für chirale Partner mit offenem Charmfreiheitsgrad bei nichtverschwindenden Nettobaryonendichten und Temperaturen vorgestellt. Es wird die Differenz sowohl von pseudoskalaren und skalaren Mesonen, als auch von Axialvektor- und Vektormesonen betrachtet und die entsprechenden Weinberg-Summenregeln hergeleitet. Basierend auf QCD Summenregeln werden die Auswirkungen eines Szenarios auf das rho Meson untersucht, in dem alle chiral ungeraden Kondensate verschwinden wohingegen die chiral symmetrischen Kondensate ihren Vakuumwert behalten. Die komplementären Folgerungen einer Massenverschiebung und Verbreiterung der rho Mesonanregung werden diskutiert. Ein alternativer Zugang basierend auf gekoppelten Dyson-Schwinger- und Bethe-Salpeter-Gleichungen für Quarkbindungszustände wird untersucht. Zu diesem Zwecke wird die analytische Struktur des Quarkpropagators in der komplexen Ebene numerisch untersucht und die Möglichkeit getestet die Anwendbarkeit auf den Sektor der schwer-leicht Quark Systeme im skalaren und pseudoskalaren Kanal, wie dem D Meson, durch Variation des Impulsteilungsparameters zu erweitern. Die Lösungen der Dyson-Schwinger-Gleichung in der Wigner-Weyl-Phase der chiralen Symmetrie bei nichtverschwindenden Stromquarkmassen wird benutzt um den Fall einer expliziten Symmetriebrechung ohne spontane Symmetriebrechung zu untersuchen. / The interplay of hadron properties and their modification in an ambient nuclear medium on the one hand and spontaneous chiral symmetry breaking and its restoration on the other hand is investigated. QCD sum rules for D and B mesons embedded in cold nuclear matter are evaluated. We quantify the mass splitting of D - D-bar and B - B-bar mesons as a function of the nuclear matter density and investigate the impact of various condensates in linear density approximation. The analysis also includes D_s and $D^*_0 mesons. QCD sum rules for chiral partners in the open-charm meson sector are presented at nonzero baryon net density or temperature. We focus on the differences between pseudo-scalar and scalar as well as vector and axial-vector D mesons and derive the corresponding Weinberg type sum rules. Based on QCD sum rules we explore the consequences of a scenario for the rho meson, where the chiral symmetry breaking condensates are set to zero whereas the chirally symmetric condensates remain at their vacuum values. The complementarity of mass shift and broadening is discussed. An alternative approach which utilizes coupled Dyson-Schwinger and Bethe-Salpter equations for quark-antiquark bound states is investigated. For this purpose we analyze the analytic structure of the quark propagators in the complex plane numerically and test the possibility to widen the applicability of the method to the sector of heavy-light mesons in the scalar and pseudo-scalar channels, such as the D mesons, by varying the momentum partitioning parameter. The solutions of the Dyson-Schwinger equation in the Wigner-Weyl phase of chiral symmetry at nonzero bare quark masses are used to investigate a scenario with explicit but without dynamical chiral symmetry breaking.