Heute Nachmittag besuchte ich zusammen mit zwei weiteren Summer Students das COMPASS (COmpact Muon Proton Apparatus for Structure and Spectroscopy) Experiment, welches in Building 888 auf dem Gelände in Prevessin untergebracht ist. Seit Montag gibt es einen dreitägigen "Technical Stop" (eine routinemäßige Wartungsarbeit jeden Monat) an den Beschleunigern hier, sodass uns der Sprecher des COMPASS-Experiments, Gerhard Mallot, dankenswerterweise durch die Halle führen konnte.
Ziel des Experiments ist es, zu verstehen, wie der Spin (ein quantenmechanisches charakteristisches Merkmal von Teilchen) von Hadronen (z.B. Protonen und Neutronen) durch ihre "Bauteile", den Quarks und Gluonen, erzeugt wird. Experimente (zum Beispiel durch die European Muon Collaboration) in den 1980er Jahren haben gezeigt, dass der Spin von den drei Quarks in den Protonen nicht ausreicht, um den Spin des gesamten Protons zu erklären (dies ist bekannt geworden als die "spin crisis in the parton model"). Ein weiteres Forschungsgebiet des Experiments sind sogenannte "exotic mesons", wie zum Beispiel den glueballs (hypothetische Teilchen, die nur aus Gluonen bestehen).
Das Experiment selbst ist an das SPS (Super Proton Synchroton) angeschlossen. Ein Protonenstrahl wird mit hoher Energie auf ein Target geschossen und erzeugt dort unter anderem Pionen, die dann zu Myonen ("schwere Elektronen") zerfallen. Diese werden gesammelt und über eine etwa einen Kilometer lange Transferlinie zu COMPASS geleitet. Dort wird die Energie der ankommenden Teilchen gemessen, welche dann auf ein Target mit polarisierten Protonen geschossen werden. Mit Hilfe von Teilchendetektoren werden dann Kollisionsfragmente analysiert und deren Daten werden von den rund 240 Mitgliedern der Kollaboration untersucht.
(Aus mir nicht erklärlichen Gründen hat der Autofokus bei einigen der ersten Aufnahmen versagt, diese sind daher leider etwas unscharf :-( )
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