Beitraege zur Erforschung der starken Wechselwirkung
Third-party funded project
Project title Beitraege zur Erforschung der starken Wechselwirkung
Principal Investigator(s) Krusche, Bernd
Project Members Ghosal, Debdeep
Günther, Michael Sven
Lutterer, Sebastian
Organisation / Research unit Departement Physik / Hadronenphysik (Krusche)
Project start 01.01.2018
Probable end 31.12.2020
Status Active
Abstract

Wir untersuchen experimentell die Struktur der kleinsten zusammengesetzten Bausteine unsere Materie, d.h. die Struktur von Protonen und Neutronen, aus denen sich die Atomkerne der chemischen Elemente zusammensetzen. Die Experimente benutzen hochenergetischeelektromagnetische Strahlung (sogenante Gamma-Strahlung, aehnlich der Roentgenstrahlungaber mit wesentlich hoeheren Energien bzw. kleineren Wellenlaengen) um die Protonenund Neutronen (kurz: Nukleonen) in hoehere Energiezustaende anzuregen. DieseAnregungszustaende des Nukleons zerfallen anschliessend durch Abstrahlung von Teilchen(meistens durch Emission sogenannter Mesonen) die in den Experimenten nachgewiesen werdenund Aufschluss ueber die Eigenschaften des angeregten Nukleons geben. Ein Analogon aus derAltagswelt waere zum Beispiel, dass man etwas ueber die Eigenschaften einer Glocke (=Nukleon)lernen moechte, sie mit einem Kloeppel (=Gamma-Strahlung) anschlaegt und dann das erzeugteSchallspektrum (=emitierte Mesonen) untersucht. Die Motivation fuer diese Experimente ist, die Eigenschaften der starken Wechselwirkung besser zu verstehen. Diese Wechselwirkunggehoert neben der elektromagnetischen Wechselwirkung, der schwacher Wechselwirkung und derGravitation zu den vier fundamentalen Naturkraeften. Sie ist verantwortlich sowohl fuer die Bildung von Nukleonen aus elementaren Bausteinen (Quarks und Gluonen) sowie fuer dieVerbindung von Nukleonen zu Atomkernen. Sie ist damit die Naturkraft, die im Zusammenspiel mit der elektromagnetischen Kraft, die die Elektronenhuelle der Atome bestimmt, fuer dieEigenschaften der bekannten Materie verantworlich ist. Die Experimente werden im Rahmen internationaler Kollaborationen (TAPS-, Crystal Ball,Crystal Barrel, BGO-OD an den Elektronenbeschleunigern MAMI in Mainz und ELSAin Bonn durchgefuehrt. Im Rahmen der MUSE Kollaboration auch am PSI Villingen. Besonderswichtig sind gegenwaertig Experimente mit polarisierten Photonenstrahlen und polarisiertenTargets. Dies sind Experimente die die zusaetzliche Information ausnutzen, die manbeispielswiese bekommt wenn man Proben mit polarisiertem Licht bestrahlt. Das menschliche Augereagiert zwar nicht auf den Polarisationszustand von Licht (Bienen koennen das zum Beispiel)aber unsere Experimente sind so ausgelegt, dass der Polarisationsfreiheitsgrad wichtigeInformation ueber die ablaufenden Reaktionen liefert.        

Keywords Eta-mesic nuclei; Nucleon Resonances; Photoproductions of mesons; MUSE Experiment at PSI; Strong Interaction; Structur of the Nucleon; MAMI and ELSA accelerators; Hadron In-medium properties
Financed by Swiss National Science Foundation (SNSF)
   

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14/08/2020