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4. Der experimentelle Status zu E2/M1
Das in Kapitel 5 vorgestellte Experiment zur Photoproduktion neutraler Pionen am Proton
mit linear polarisierten Photonen im Bereich der (1232)–Resonanz hat zwei Vorgängerexperimente,
bei denen in diesem Energiebereich die Pionproduktion mit linear
polarisierten Photonen untersucht wurde. Eine Messung fand in den Jahren 1991 bis
1994 an der Laser Electron Gamms Source (LEGS) am Brookhaven National Laboratory
statt [Bla 97, Bla 01]. Ein weiteres Experiment wurde 1993/94 am MAinzer MIkrotron
(MAMI) mit dem Detektor DAPHNE durchgeführt [Kra 96, Bec 97, Bec 00].
In beiden Fällen wurde gleichzeitig die Produktion neutraler und geladener Pionen
am Wasserstoff in den Reaktionen p(~�
0 )p und p(~� + )n untersucht. Die maximalen
Energie– und Polarwinkelbereiche, die von diesen Experimenten abgedeckt werden konnten,
sind mit dem jeweiligen Ergebnis für das E2=M1–Verhältnis in Tabelle 4.1 zusammengestellt.
Im Fall des LEGS–Ergebnisses entspricht der erste Fehler der Kombination
aus statistischer und systematischer Unsicherheit und der zweite Fehler einer modellabhängigen
Unsicherheit. Der erste Fehler des MAMI/DAPHNE–Ergebnisses zeigt die
statistische Unsicherheit und der zweite Fehler die systematische Unsicherheit.
LEGS (1991–1994) MAMI/DAPHNE (1993/1994)
E (213 ; 334) MeV (270 ; 420) MeV
0 60 ; 150 70 ; 130
+ 20 ; 170 40 ; 140
(E2=M1) 100 (;3:07 0:26 0:24) (;2:5 0:2 0:2)
Tabelle 4.1: Maximal abgedeckte Energie– und CMS–Polarwinkelbereiche sowie die E2=M 1–
Verhältnisse der Experimente an LEGS und am MAMI mit dem Detektor DAPHNE.
Im LEGS–Experiment wurden die linear polarisierten Photonen durch Laserphoton–
Elektron–Compton–Rückstreuung („laser backscattering“) erzeugt. Mittels dieser Methode
erreichte man im betrachteten Photonenenergiebereich zwischen 213 MeV und
333 MeV Polarisationsgrade der Photonen zwischen mindestens 75% am niederenergetischen
Ende und annähernd 100% am maximal zugänglichen hochenergetischen Ende
des –Spektrums. Darüber hinaus ließen sich diese Polarisationsgrade mit Kenntnis der
Polarisation des verwendeten Laserlichtes sehr genau mit Hilfe der Theorie der Comptonstreuung
berechnen.
Die Meßanordnung zum Nachweis der Reaktionsprodukte bestand einerseits aus mehreren
hochauflösenden NaJ(Tl)–Detektoren zum Messen von 0 –Zerfallsphotonen, Rückstoßprotonen
und geladenen Pionen. Andererseits wurde die Spur der Rückstoßprotonen
mit Drahtkammern rekonstruiert und ihre Energie durch die Flugzeitmethode mittels einer
Matrix von Plastikszintillatorbalken ermittelt. Diese Anordnung wurde zur Vergrößerung
des meßbaren Winkelbereichs in drei geometrischen Einstellungen eingesetzt, wobei
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