Allgemeine Physikalische Fragestellung:

Struktur der Nukleonen und Kerne

Je nach der raeumlichen Aufloesung, die von dem zur Verfuegung stehenden

Experimentaufbau vorgegeben ist, ergibt sich folgendes schematisches Bild vom Nukleon.


Bei kleinen Abständen, d.h. hoher Auflösung, identifiziert man die elementaren Quarks und Gluonen als Konstituenten und eine strörungstheoretische Behandlung im Rahmen der Quantenchromodynamik (QCD) ist möglich. Bei größeren Abständen spielt zunehmend die Polarisation des Vakuums durch die Farbladung der Quarks eine Rolle. Sichtbar sind nicht mehr die elementaren Quarks sondern die mit der Polarisationswolke umgebenen. So werden aus den elementaren Quarks Quasiteilchen, die die relevanten Freiheitsgrade in Modellen darstellen. Bei weiterer Herabsetzung der Auflösung bestimmen Mesonen das Bild des Nukleons. Ausgehend von den Symmetrien der QCD erlaubt die Chirale Störungstheorie (ChPT) die Berechnung der Mesonenwolken.

Aktuelle Fragen sind und waren:

  • Relevanz der angesprochenen Freiheitsgrade im Gebiet >0.3 fm
  • Drehimpulsverteilung auf die verschiedenen Konstituenten
  • Die Frage der Masse von Hadronen und deren Änderung in Kernmaterie
  • Observable, deren präzise Bestimmung zur Klärung dieser Fragen beitragen können sind:

  • Formfaktoren, Übergangsformfaktoren
  • Spektroskopie des Anregungsspektrums des Nukleons


    Theoretische Ansätze
  • Ansätze zur Beschreibung in den drei Bereichen fußen auf:

    pQCD, einer störungstheoretischen Behandlung im Rahmen der Quanten-

    chromodynamik,

    Modellen , Konstituentenquarkmodell, Skyrmemodell,...

    Symmetrien der QCD, wie sie sich im Niederenergielimes in der chiralen

    Störungstheorie manifestieren.


    Experimente

    Elektronen- und Photonenstrahlen im GeV-Bereich, wie sie z.B. der Bonner Beschleuniger ELSA liefert, kombiniert mit speziellen, dem Strahl angepaßten Detektorsystemen.

    Im folgenden Bild werden wichtige Eigenschaften der Apparaturen aufgeführt. In

    rot sind die Eigenschaften von Strahl und Detektor angeführtg, bei denen in den letzten Jahren, weltweit, die

    größten Fortschritte erzielt wurden.

    Die EXPERIMENTIERMETHODEN sind Streuung und Spektroskopie.



    Beschleunigerlabors mit experimentellen Ausstattungen, die den im Bild angedeuteten Observablenraum abdecken koennen, sind:

    Jefferson Lab (New Port News, USA)

    MAMI (Mainz), ELSA (Bonn)



    Verantwortlich: B. Schoch, Email: schoch@physik.uni-bonn.de
    Zuletzt bearbeitet Mo 27 April 2006 von B.Schoch, Email: schoch@physik.uni-bonn.de