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10 Kapitel 2. Einzelspin-Asymmetrien in der elastischen Elektron-Proton-Streuung
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(1) (2)
Abbildung 2.1: Quarkmodell des Protons: (1) Konstituentenquark-Modell: Das Proton
setzt sich zusammen aus zwei Up- und einem Down-Quark. (2): Komplexeres
Bild: Neben den drei Valenzquarks tragen auch die Eichbosonen der
QCD, die Gluonen, und ein See aus Quark-/Antiquark-Paaren zu den Eigenschaften
des Protons bei.
Quarkmodell wurde in den 1960er Jahren erfunden [2] und konnte erfolgreich das
zu beobachtende Spektrum von Hadronen erklären. Bei höheren Impulsüberträgen
beschreibt man das Nukleon mit der Quantenchromodynamik (QCD).
Die Eichbosonen der starken Wechselwirkung, die Gluonen, vermitteln die Kraft
zwischen den Quarks. Es besteht die Möglichkeit, daß sich die Gluonen in Quark-
Antiquark-Paare aufspalten. Dabei können auch Flavours entstehen, die im Konstituentenquarkmodell
gar nicht vorkommen. So können z.B. im Proton auch
Strange-/Anti-Strange-Paare (ss) entstehen. Wenn also auch das Proton keine Netto-
Strangeness enthält (S=0), so ist es doch möglich, daß die Strange-Seequarks zu den
Eigenschaften des Protons beitragen (Abb. 2.1.1 (2)). Die Untersuchung eines solchen
Beitrags ist von besonderem Interesse, da es sich um einen reinen Seequark-
Effekt handelt. Auf die Möglichkeit, den Beitrag von Strange-Quarks zu den Eigenschaften
des Protons experimentell zu bestimmen, wurde 1988 von Kaplan und
Manohar hingewiesen [3]. Im Prinzip kann ein ss-See Beiträge zu den Eigenschaften
wie Masse, Impuls, Spin und Ladungsradius des Nukleons liefern. Kaplan und
Manohar zeigten, wie man experimentell auf Strange-Matrix-Elemente im Proton
zugreifen kann:
< p|ss|p > skalare Dichte (2.1)
< p|sγ µ s|p > Vektorstrom (2.2)
< p| ¯sγ µ γ 5 s|p > Axialvektorstrom (2.3)