Hadronenstreuung

Hadronenstreuung bezeichnet Wechselwirkungen zwischen Hadronen, also Baryonen und Mesonen, die durch die starke Kernkraft vermittelt werden. Sie wird in der Teilchenphysik untersucht, um die innere Struktur von Hadronen, die Eigenschaften der starken Wechselwirkung und den Verlauf der Quark- und Gluon-Zusammenhalt zu verstehen. Hadronen sind zusammengesetzte Teilchen aus Quarks, und ihre Streuung offenbart Informationen über Formfaktoren, Verteilungsfunktionen und Kopplungstiefen.

Man unterscheidet elastische Streuung, bei der die Endzustände identisch zu den Anfangszuständen sind, und inelastische Streuung, bei der neue Teilchen erzeugt oder Hadronen angeregt werden. Dazwischen liegen diffraktive Prozesse, bei denen Teile der Struktur erhalten bleiben, jedoch die Wechselwirkung durch lange Reichweiten erfolgt. Die Streuung wird durch die starke Kopplung und den Austausch von Gluonen erklärt und hängt stark vom Energie- und Impulsübertrag t ab. Die Gesamtquerschnittsfläche σ_tot, der elastische σ_el und der inelastische Anteil σ_in = σ_tot − σ_el werden experimentell bestimmt. Das optische Theorem verbindet den Forward-Scattering-Amplitudenzustand mit σ_tot.

Experimentell gelangen Hadronenstreuungen in Kollidierern wie Proton-Proton- oder Proton-Antiproton-Kollisionen sowie in Fixed-Target-Experimenten zutage. Messgrößen umfassen dσ/dt, die elastischen Querschnitte und die Diffraktionseigenschaften.

Theoretisch erfolgt die Beschreibung in der Quantenchromodynamik (QCD). Bei harten Streuungen gelten perturbative Methoden, während weiche oder diffraktive Streuung meist durch phenomenologische Modelle, Regge-Theorie oder eikonalische Ansätze beschrieben wird.