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30 Kapitel 2. Einzelspin-Asymmetrien in der elastischen Elektron-Proton-Streuung
Ein Elektronstrahl mit einer Energie von 1.2 GeV, einem Strahlstrom von 180 µA
und einer Polarisation von 80% soll auf ein 35 cm langes Flüssig-Wasserstofftarget
treffen. Die gestreuten Elektronen sollen unter Streuwinkeln von θ e = 9 ◦ ±2 ◦ nachgewiesen
werden, dies entspricht einem Impulsübertrag von Q 2 = 0.03 (GeV/c) 2 .
Die unter kleinem Winkel gestreuten Elektronen sollen mittels eines torodialen Magneten
in Quarz-Cherenkov-Detektoren gelenkt werden, die integrierend messen
und einen Raumwinkel von etwa 46 msr abdecken. Die projektierte Meßzeit beträgt
2200 h. Es ist geplant, den schwachen Mischungswinkel mit einer Genauigkeit
von ∆(sin 2 Θ w ) = 0.0007 zu bestimmen. Das Experiment wird nach G 0 laufen,
voraussichtlich im Jahr 2006.
2.2 Zwei-Photon-Austausch bei Transvsersalpolarisation
in der elastischen Elektron-Proton-
Streuung
In jüngster Zeit hat die Untersuchung von Beiträgen des Zwei-Photon-
Austausches zum Wirkungsquerschnitt in der elastischen Streuung transversal polarisierter
Elektronen an Protonen enorm an Interesse gewonnen. Es lassen sich damit
beispielsweise Aussagen zu πN-Amplituden, generalisierten Parton-Verteilungen
(GPD) und zu elektroschwachen Boxgraphen gewinnen. Der Detektor des A4-
Experiments, ursprünglich entworfen zur Vermessung der paritätsverletzenden
Asymmetrie in der elastischen Streuung longitudinal polarisierter Elektronen, eignet
sich wegen seiner 2π-Abdeckung des Azimutstreuwinkels φ e und wegen seiner
Fähigkeit, Asymmetrien im Wirkungsquerschnitt bis zu 10 −6 hinunter zu vermessen,
in besonderer Weise für Experimente mit transversal polarisierten Elektronen.
In zwei Pilotmessungen, die in Kapitel 6 vorgestellt werden, wurde die Tauglichkeit
des A4-Aufbaus für solche Messungen unter Beweis gestellt. Im Rahmen des
Sonderforschungsbereichs SFB 443 wurde das Forschungsvorhaben als exzellent
begutachtet, im Teilprojekt H7 ist ein umfangreiches Meßprogramm bewilligt worden.
Im folgenden soll die zugrundeliegende Physik des Zwei-Photon-Austausches
vorgestellt werden.
2.2.1 Zwei-Photon-Austausch
Die elektromagnetische Wechselwirkung bei der Elektron-Proton-Streuung wird
in Bornscher Näherung durch den Austausch eines virtuellen Photons mit dem negativen
Viererimpulsübertrag Q 2 beschrieben. Prozesse höherer Ordnung können
wegen der Kleinheit der Kopplungskonstante α ≈ 1/137 als kleine Strahlungskor-