Münster 2011 – wissenschaftliches Programm
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HK: Fachverband Physik der Hadronen und Kerne
HK 48: Hauptvorträge V
HK 48.1: Hauptvortrag
Donnerstag, 24. März 2011, 11:45–12:15, HS1
Der Radius des Protons — •Michael Otto Distler — Institut für Kernphysik, Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Größe und Form des Protons spiegeln seine interne Struktur wider, in Hinblick auf (effektive) Konstituenten wie Quarks, Antiquarks, Gluonen und Pionen. Kürzlich ergab eine Vermessung der Lamb-Shift am myonischen Wasserstoff einen Wert für den Ladungsradius des Protons, der nicht nur 10mal genauer ist als alle früheren Messungen, sondern mit rp=0,8418 fm auch um fünf Standardabweichungen kleiner ist als der weithin akzeptierte CODATA (Committee on Data for Science and Technology) Wert, rp=0,8768 fm, der vor allem aus Messungen der Lamb-Shift und der Hyperfeinstruktur am Wasserstoff und den etwas ungenaueren Elektron-Proton Streudaten ermittelt wurde.
Am Elektronen Beschleuniger MAMI (Mainzer Mikrotron) wurde der elektrische und der magnetische Formfaktor des Protons aus einem Super-Rosenbluth-Fit an über 1400 Wirkungsquerschnittsmessungen im Q2-Bereich von 0,004 bis 1 (GeV/c)2 bestimmt. Der so ermittelte Ladungsradius ist in exzellenter Übereinstimmung mit den Ergebnissen am „elektronischen“ Wasserstoff. Die neue Mainzer Messung erlaubt auch die Bestimmung der höheren Momente der Ladungsverteilung und damit die Überprüfung der Korrekturen der Lamb-Shift Messung am myonischen Wasserstoff. Die Diskrepanz der Ergebnisse bleibt jedoch bestehen und sollte ernst genommen werden. Erklärungsversuche reichen von weiteren QED-Korrekturen, über Effekte des Vakuums bis hin zu neuer Physik jenseits des Standardmodells.