Stell dir vor, du könntest sehen, wie Licht und Elektronen tanzen. Forschende haben genau das beobachtet und dabei etwas Spannendes entdeckt.
Hast du schon mal von Compton-Streuung gehört? Das ist ein Phänomen, bei dem Lichtteilchen, sogenannte Photonen, auf Elektronen treffen und dabei ihre Richtung ändern. Es ist, als ob du einen Ball gegen eine Wand wirfst und er in eine andere Richtung zurückprallt. Forschende haben dieses Phänomen genauer untersucht und dabei neue Erkenntnisse gewonnen.
Was die Forschenden herausgefunden haben
Die Forschenden haben herausgefunden, dass sie die Compton-Streuung sehr genau messen können. Sie haben Photonen mit Energien zwischen 6,5 und 11,1 GeV (das ist eine Menge Energie, etwa so viel wie in einem kleinen Atomkern steckt) auf ein Beryllium-Target geschossen. Dabei konnten sie die Streuung der Photonen an den Elektronen des Berylliums messen. Die Messungen waren so genau, dass sie nur einen Fehler von 3,4 Prozent hatten. Das ist, als ob du eine Uhr auf die Sekunde genau stellst.
Wie haben sie das gemacht?
Um das zu erreichen, haben die Forschenden ein spezielles Experiment namens PrimEx-eta in der Halle D des Jefferson Lab durchgeführt. Sie haben Photonen auf ein Beryllium-Target geschossen und die gestreuten Photonen gemessen. Dabei haben sie die Energie und die Richtung der Photonen genau verfolgt. Das ist, als ob du einen Laserstrahl durch ein Prisma schießt und die verschiedenen Farben, die dabei entstehen, genau beobachtest.
Warum ist das wichtig?
Diese Entdeckung ist wichtig, weil sie uns hilft, die Grundlagen der Quantenelektrodynamik (QED) besser zu verstehen. QED ist die Theorie, die beschreibt, wie Licht und Materie miteinander interagieren. Mit diesen präzisen Messungen können die Forschenden ihre Theorien überprüfen und verbessern. Das ist, als ob du ein Puzzle zusammensetzt und dabei feststellst, dass ein Teil fehlt. Du suchst nach dem fehlenden Teil und findest es, sodass das Puzzle vollständig ist.
Du willst mehr über die Studie wissen?
Die Forschenden, die an diesem Projekt beteiligt waren, sind Mitglieder der GlueX-Kollaboration. Sie haben ihre Ergebnisse in einem wissenschaftlichen Artikel veröffentlicht.