Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek

Een nieuwe kijk op het proton

27 augustus 2007

Meer dan drie miljoen botsingen tussen elektronen en protonen onderzocht Nikhef promovendus Paul van der Nat. In zijn proefschrift toont hij - voor het eerst - aan dat de spinbijdrage van quarks aan het proton bestudeerd kan worden door naar botsingen te kijken waarbij twee deeltjes (hadronen) worden geproduceerd. Van der Nat promoveert op 5 september 2007 op dit onderzoek aan de Vrije Universiteit te Amsterdam.

De spin van een deeltje valt het eenvoudigst te vergelijken met de draaibe-
weging van een tol. Bij het HERMES experiment aan de HERA deeltjesver- sneller in Hamburg onderzoeken fysici hoe de spin van protonen verklaard kan
worden uit de eigenschappen van zijn bouwstenen: quarks en gluonen. In zijn proefschrift onderzoekt Van der Nat een methode om de bij- drage van de spin van de quarks aan de totale spin van het proton te meten,
onafhankelijk van de bijdrage van de spin van de gluonen. Hiervoor wordt
een quark door een elektron van de deeltjesversneller uit het proton geschoten
waarbij twee hadronen gevormd worden, waarvan de hoeveelheid beweging en bewegingsrichting nauwkeurig worden gemeten. Deze methode, die Van der Nat
voor het eerst toepast, blijkt succesvol.

HERMES experiment

Het HERMES experiment (HERA meting van spin). Op deze foto is te zien dat het hele experiment op rails staat en uit de ring van de deeltjesversneller (HERA) gereden kan worden. Linksonder in de foto is een stuk buis van de versneller te zien waar de elektronen doorheen bewegen (naar rechts).

Spin is een karakteristieke eigenschap van deeltjes, net zoals massa en
elektrische lading. Spin is pas in 1925 ontdekt, door de Nederlandse fysici Goudsmit en
Uhlenbeck. In 1987 ontdekten wetenschappers op CERN, Genève, dat slechts een kleine fractie van de spin van het proton veroorzaakt wordt door de spin van de quarks waaruit het proton is opgebouwd. Om de missende hoeveelheid spin te vinden is vervolgens het HERMES experiment opgezet, waar vanaf 1995 onderzoek is gedaan. Het valt te verwachten dat spin een steeds belangrijkere rol zal spelen in tal van toepassingen. Een bekend voorbeeld van een toepassing waarbij spin (van protonen) een centrale rol speelt is de MRI scanner.

..............................

* Transversity in two-hadron fragmentation, Paul van der Nat
* Promotor: G. van der Steenhoven

* Co-promotor: L. Lapikás

* Meer weten? Lees hier de Nederlandse samenvatting.

De promotie vindt plaats op woensdag 5 september om 15.45 precies in het auditorium van de Vrije Universiteit Amsterdam.

Contact: natp@nikhef.nl