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
Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek