Spin des Protons
Das Proton hat einen Drall -- wie ein Kreisel -- man nennt ihn den Spin. Woher kommt er? Einfachste Idee: Der Protonspin setzt sich aus den Spins der drei Quarks zusammen, die im naiven Modell das Proton bilden (der Quark- Spin ist eine fundamentale und im Rahmen der Theorie verstandene Eigenschaft der Quarks).
Naives Modell des Protonspins
Naives Modell des Protonspins, wonach der Protonspin sich aus den Spins der drei Quarks zusammensetzt.
Messungen am SLAC und am CERN bestätigten aber die naive Erwartung nicht. Auch hier ist also das naive Bild des Protons nicht gut genug. Ein Experiment an HERA, HERMES, soll im einzelnen klären, woher der Spin im Proton wirklich kommt.
Blick ins Innere des HERMES-Detektors
Blick ins Innere des HERMES-Detektors.

In diesem Experiment schießt man polarisierte Elektronen, d.h. Elektronen, deren Spins alle gleichartig ausgerichtet sind, auf polarisierte Protonen. Aus den Einzelheiten der beobachteten Reaktionen lassen sich Rückschlüsse auf den Mechanismus des Protonspins ziehen. Dazu ist es wichtig herauszufinden, wie die einzelnen Quarksorten (up, down, See) im Proton jeweils zum Protonspin beitragen. Diese Messung ist mit dem HERMES Experiment gelungen; die Abbildung zeigt das Ergebnis- ein wichtiger Schritt auf dem Weg zum vollständigen Verständnis des Protonspins.

Die Polarisation der Quarksorten up und down
Die Polarisation der Quarksorten u(up), d(down)
und der See-Quarks (HERMES Messung, Phys.Lett. B464 (1999) 123)


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