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Beitraege zur Erforschung der starken Wechselwirkung

English title Investigation of the Strong Interaction: Elementary Systems and Nuclei
Applicant Krusche Bernd
Number 175807
Funding scheme Project funding (Div. I-III)
Research institution Departement Physik Universität Basel
Institution of higher education University of Basel - BS
Main discipline Nuclear Physics
Start/End 01.01.2018 - 31.12.2020
Approved amount 416'859.00
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Keywords (8)

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

Lay Summary (German)

Lead
Das Forschungsprojekt zielt auf die Untersuchung der Struktur von Protonen und Neutronen (=Nukleonen) mit Hilfe der elekromagnetischen Wechselwirkung ab. Dazu werden an Elektronenbeschleunigern Experimente mit energiemarkierten Photonen (Bremsstrahlung von Elekronenstrahlen) durchgefuehrt und die dabei produzierten Mesonenspektren analysiert.
Lay summary


Direct link to Lay Summary Last update: 11.11.2017

Responsible applicant and co-applicants

Employees

Associated projects

Number Title Start Funding scheme
132799 Beitraege zur Erforschung der starken Wechselwirkung 01.01.2011 Project funding (Div. I-III)
156983 Beitraege zur Erforschung der starken Wechselwirkung 01.01.2015 Project funding (Div. I-III)
121781 Beiträge zur Erforschung der starken Wechselwirkung 01.01.2009 Project funding (Div. I-III)
144478 Beitraege zur Erforschung der starken Wechselwirkung 01.01.2013 Project funding (Div. I-III)

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.
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