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Für höhere Energiern erwartet man Abweichung von Rutherfordstreuung, dai) Projektil in Ladungsverteilung des Kerns eindringtii) Starke Wechselwirkung in der Naehe der Kernoberflaeche einsetzt.

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Elektronstreuung

Will man Ladungsverteilung des Kerns untersuchen, sollte man Projektile verwenden, die

i) Punktfoermig (strukturlos) und

ii) Fuer Kernkraefte unempfindlich sind

Elektronen

Abschaetzung der Energie

De Broglie Wellenlaenge λ vergleichbar mit Kernradius a : λ = h / p a

Ergibt fuer a = 1 fm E = 200 MeV

Solche Elektronen sind hochrelativistisch (v c).

Ausserdem besitzt Elektron einen Spin. Genaue Herleitung erfordert Dirac Gleichung

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Im Grenzfall relativistisch grosser Geschwindigkeit ist Helizität Erhaltungsgrösse (bei Streuprozessen)

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Was passiert, wenn der Streuer eine innere Struktur hat?

1.3. Formfaktoren der Kerne

Matrixelement wird:

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Das ist eine Faltung des Potentials mit der Dichte

Oder in Bornscher Näherung

Ist der Formfaktor

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Bei kleinem q (bzw. Winkeln) Guinier-Gesetz in der Optik

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Formfaktor einer Kugel

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oder graphisch

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Berechnetes Beugungsbild im Fernfeld hinter einer Kreisblende. (Dargestellt ist die Wurzel der Intensität)

In der Optik Beugung an Kreisblende

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Einige Beispiele

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N

Isotope

Isobare

Isotone

YNZ

A

(A=Z+N)

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Elastische Elektron-Nukleon-Streuung

Größe des Nukleons bestimmt die Energie des eingestrahlten Elektronenstrahls

Experimentell: einige hundert MeV bis zu einigen GeV

=> Rückstoß des Targets kann nicht mehr unberücksichtigt bleiben

Masse des Nukleons: ca. 938MeV

*'

Mott Mott

d d E

d d E

=> Benutzung des Viererimpulsübertrags:

22 22 2

4 '' sin

EEq p p

c

Um nur mit positiven Größen zu arbeiten, definiert man: 2 2Q q

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Formfaktoren der Nukleonen

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3 km Linearbeschleiniger

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Messung von Streuung hochenergetischer e-

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Ergibt nahezu konstanten Formfaktor

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Innere eines Nukleons

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Zusammenfassung Kapitel 1

Streuexperimente geben Aufschluss über innere Struktur

In der Born'schen Näherung wird der Streuquerschnitt durch eine Fouriertransformierte gegeben.

Bei zusätzlichen Eigenschaften (wie Spin) muss dies in die Betrachtung einfliessen

Sind die streuenden Teilchen keine Punktteilchen, muss der Formfaktor mitgenommen werden

Daraus lernt man, dass Nukleonen eine Substruktur haben die eine exponentielle Ladungsverteilung ergeben