TRR 16:
Elektromagnetische Anregung subnuklearer Systeme
Fachliche Zuordnung
Physik
Förderung
Förderung von 2004 bis 2016
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5486044
Das Forschungsprogramm beschäftigt sich mit der Natur und inneren Struktur von Teilchen, die man zur Kennzeichnung ihrer starken gegenseitigen Wechselwirkung Hadronen nennt. Die bekanntesten unter ihnen, die Protonen und Neutronen, bilden die Atomkerne und repräsentieren die sichtbare Materie des Universums.
Insbesondere geht es darum, die Existenz und Eigenschaften von Hadronen auf die Grundkräfte zwischen den Quarks zurückzuführen, die man heute für die elementaren Materieteilchen hält. Zwar glaubt man die grundlegende Theorie zur Beschreibung der Kräfte zwischen den Quarks in Form der QuantenChromoDynamik (QCD) zu kennen, wegen der ungeheuren Stärke der Kräfte sind ihre Lösungen für Hadronen auch mit den schnellsten heute verfügbaren Computer aber praktisch nicht zu gewinnen. Wie bei der erfolgreichen Aufdeckung des Atomaufbaus erwartet man auch für Hadronen wichtige Erkenntnisse aus dem Studium des Anregungsspektrums durch die Vermessung von Zahl, Energie und sonstiger Eigenschaften angeregter Zustände, so genannter Resonanzen. Für diese Aufgabe sind hochenergetische Elektronen und damit erzeugbare Lichtteilchen (Photonen) besonders geeignet. Erst in jüngerer Zeit wurden die Bedingungen für aussagekräftige Experimente geschaffen: Die Elektronen müssen mit Beschleunigern auf die notwendigen hohen Energien gebracht werden, kontinuierlich und mit ausgerichtetem Drehsinn (Spin) geliefert und auf ein ebenso spinpolarisiertes Ensemble von Protonen gerichtet werden. Schließlich müssen die bei der Abregung der Resonanzen ausgesandten Teilchen von einem leistungsfähigen Detektor registriert und identifiziert, zeitlich zu einzelnen Reaktionen zugeordnet und nach ihrer Herkunft aus bestimmten Resonanzen sortiert werden können.
Diese vielseitigen Voraussetzungen sind am Bonner Elektronbeschleuniger ELSA mit seinem polarisierten Elektronstrahl und der Entwicklung polarisierter Proton- und Neutron-Targets als einem der ganz wenigen Labors weltweit erfüllt. Die ersten Experimente konzentrieren sich auf die Suche nach theoretisch vermuteten, bislang aber nicht gefundenen Resonanzen und die Untersuchung hoher Anregungen, die durch ihre Zerfallskaskaden mit dem Photonspektrometer Crystal Barrel identifiziert werden. Die Resultate sollen mit neuen effektiven Theorien und theoretischen Modellen interpretiert und verglichen werden und so entscheidende Aufschlüsse über die Struktur der Hadronen als gebundene Systeme stark wechselwirkender Quarks liefern.
DFG-Verfahren
Transregios
Abgeschlossene Projekte
-
A01 - Spektroskopie der Baryonresonanzen
(Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter
Beck, Reinhard
;
Thoma, Ulrike
)
-
A02 - Partialwellenanalyse
(Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter
Sarantsev, Andrey
;
Thoma, Ulrike
)
-
A03 - Magnetic Moments of Excited Baryons
(Teilprojektleiter
Kotulla, Martin
;
Metag, Volker
)
-
A04 - Multiquark-Zustände von Baryonen
(Teilprojektleiter
Goeke, Klaus
;
Polyakov, Ph.D., Maxim
)
-
A05 - Quark model description of baryon properties
(Teilprojektleiter
Metsch, Bernard Ch.
;
Petry, Herbert R.
)
-
A06 - Baryon Resonanzen im endlichen Volumen
(Teilprojektleiter
Meißner, Ulf-G.
;
Rusetsky, Akaki
)
-
A07 - Baryonmassen, Resonanzen und Produktionsprozesse mit funktionalen Methoden
(Teilprojektleiter
Fischer, Christian
)
-
B01 - Photoproduktion von Mesonen
(Teilprojektleiter
Klein, Friedrich R.
;
Schmieden, Hartmut
)
-
B03 - Chirale Dynamik mit (nicht-)seltsamen Quarks
(Teilprojektleiter
Kubis, Bastian
;
Meißner, Ulf-G.
)
-
B04 - In-Medium Eigenschaften von Mesonen
(Teilprojektleiter
Brinkmann, Kai-Thomas
)
-
B05 - Hadronen in Kernmaterie
(Teilprojektleiter
Mosel, Ulrich
)
-
B06 - Neutroneigenschaften aus leichten Kernen
(Teilprojektleiter
Epelbaum, Evgeny
;
Hammer, Hans-Werner
;
Meißner, Ulf-G.
)
-
B07 - Beschreibung der Photo-Mesonproduktion am Nukleon mit gekoppelten Kanälen
(Teilprojektleiter
Lenske, Horst
)
-
B08 - Recoil polarization measurements
(Teilprojektleiter
Brinkmann, Kai-Thomas
)
-
C02 - Dispersion theoretical analysis of the nucleon form factors
(Teilprojektleiter
Hammer, Hans-Werner
;
Meißner, Ulf-G.
)
-
C03 - Spin structure of the nucleon (theory)
(Teilprojektleiter
Meißner, Ulf-G.
)
-
C05 - Untersuchungen der QCD-Dynamik in n und n'-Erzeugung und -Zerfall
(Teilprojektleiter
Beck, Reinhard
;
Wiedner, Ulrich
)
-
C07 - Eigenschaften von flavour-singlet pseudoskalaren Mesonen in Gitter QCD
(Teilprojektleiter
Urbach, Carsten
)
-
C09 - Chirale Dynamik von/mit instabilen Teilchen
(Teilprojektleiter
Epelbaum, Evgeny
;
Krebs, Hermann
;
Meißner, Ulf-G.
)
-
D01 - Polarisierte Festkörpertargets
(Teilprojektleiter
Dutz, Hartmut
;
Goertz, Stefan
;
Meyer, Werner
)
-
D02 - Strahl- und Spindynamik in einem schnell rampenden Stretcher-Ring
(Teilprojektleiter
Hillert, Wolfgang
;
Klein, Friedrich R.
)
-
D03 - Zeitmessung und Spurrekonstruktion für den Crystal Barrel-Detektor
(Teilprojektleiter
Beck, Reinhard
;
Brinkmann, Kai-Thomas
;
Novotny, Rainer
)
-
R01 - Integriertes Graduiertenkolleg
(Teilprojektleiter
Beck, Reinhard
;
Brinkmann, Kai-Thomas
;
Epelbaum, Evgeny
)
-
Z01 - Zentrale Aufgaben des SFB / Transregio
(Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter
Meißner, Ulf-G.
;
Thoma, Ulrike
)