Experiment A4 - Paritätsverletzung

Atomkerne sind aus Protonen und Neutronen (Nukleonen) zusammengesetzt. Die A4-Kollaboration hat sich zum Ziel gesetzt, die Struktur der Nukleonen zu erforschen. In einem einfachen Modell sind die Nukleonen aus drei elementaren Bausteinen, den sogenannten Quarks, aufgebaut. Aus den Forschungen der letzten Jahrzehnte ergibt sich ein komplexeres Bild: Neben den drei Konstituentenquarks tragen auch die Austauschteilchen der starken Wechselwirkung, die Gluonen, und ein See aus Quark/Antiquark-Paaren zu den Eigenschaften von Proton und Neutron bei. Dabei können auch Quarksorten auftreten, die unter den Konstituentenquarks gar nicht vertreten sind. Auf solche Quarks, genauer die sogenannten Strangequarks, konzentrieren sich die Messungen.
Polarisierte Elektronen werden an unpolarisierten Protonen gestreut und werden in einem Bleifluroidkalorimeter nachgewiesen. Je nach Polarisation ergeben sich winzige Unterschiede in der Kopplungsstärke und damit in der Zahl der gestreuten Elektronen. Aus dieser Asymmetrie kann die Verteilung der Strangequarks im Nukleon bestimmt werden.