Messung hadronischer Wirkungsquerschnitte nach Elektron-Positron-Annihilation mit dem Detektor KLOE am Speicherring DAFNE in Frascati

• Antragsteller: Professor Dr. Wolfgang Kluge
• Fachliche Zuordnung: Kern- und Elementarteilchenphysik, Quantenmechanik, Relativitätstheorie, Felder
• Förderung: Förderung von 2004 bis 2009
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5431366

Das Ziel des Vorhabens ist die Messung der Energieabhängigkeit von Wirkungsquerschnitten für die Erzeugung von Pionen nach der Vernichtung von Elektronen und Positronen mit dem Detektor KLOE am Speicherring DAFNE in Frascati, insbesondere für die Erzeugung von zwei geladenen Pionen im Endzustand e+e- = p+p-. In einer 1. Phase soll der Energiebereich zwischen 0.3 und 1.0 GeV überstrichen werden, der in einer 2. Phase auf Energien bis zu 2 GeV ausgedehnt werden soll, falls es zu einer Erhöhung der Energie von DAFNE kommen sollte. Solche Daten erlauben die Bestimmung des hadronischen Beitrags zur Vakuumpolarisation, der durch die Ankopplung von Quark-Antiquark-Paaren an virtuelle Photonen g*=qq=g* entsteht. Nur die genaue Kenntnis dieser hadronischen Vakuumpolarisation macht die von einer Gruppe am Brookhaven National Laboratory (Experiment 821) durchgeführte Präzisionsmessung des anomalen magnetischen Moments des Myons aµ zu einem Präzisionstest des Standardmodells der Teilchenphysik und lässt eventuelle Schlüsse auf Physik jenseits des Standardmodells zu. In ähnlicher Weise ist diese hadronische Korrektur zur ,laufenden' Feinstrukturkonstanten an der Z-Resonanz a(m2z) gegenwärtig der begrenzende Faktor für weitergehende Präzisionstests des Standardmodells, insbesondere zur Einschränkung der unbekannten Higgs-Masse. Wesentlich ist dabei, dass die hadronische Vakuumpolarisation bei Energien unterhalb von etwa 2.5 GeV nur durch Messungen der vorgeschlagenen Art zu gewinnen ist, da störungstheoretische Rechnungen im Rahmen der perturbativen Quantenchromodynamik bei diesen niedrigen Energien unrealistisch und Rechnungen im Rahmen der chiralen Störungsrechnung auf Energien an der 2-Pionen-Schwelle beschränkt sind.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen