SpinAsymmetrien

SpinAsymmetrien bezeichnen Unterschiede in beobachteten Größen, die auftreten, wenn die Spinorientierung eines Quell- oder Zielteilchens in einem Prozess variiert wird. Sie sind ein zentraler Indikator für spinabhängige Dynamiken in der Quantenchromodynamik (QCD) und treten in Kollisionen, Streuungen und Zerfällen auf. Typische Messgrößen sind differentiellen Cross-Sektionen-Verhältnisse wie A = (dσ↑ − dσ↓) / (dσ↑ + dσ↓), wobei ↑/↓ für verschiedene Polarisationszustände stehen.

Man unterscheidet SpinAsymmetrien nach der Polarisationsanordnung: Ein-Spins-Asymmetrien entstehen, wenn nur ein Teilchen im Prozess polarisiert ist, während bei Zwei-Spins-Asymmetrien beide Teilnehmer Polarisationsinformation tragen. Weiterhin lassen sich transversale Asymmetrien (Spinrichtung senkrecht zur Bewegungsrichtung) von longitudinalen Asymmetrien (Spinrichtung längs zur Bewegungsrichtung) unterscheiden. In SIDIS-Experimenten (Semi-Inclusive Deep Inelastic Scattering) erscheinen Asymmetrien oft als azimutale Modulationen und werden durch Größen wie A_UT oder A_UL charakterisiert; in hadronenhaltenen Kollisionsprozessen werden A_N, A_LL und ähnliche Größen gemessen.

Die Interpretation von SpinAsymmetrien erfolgt über verschiedene Mechanismen. Wichtige Konzepte sind der Sivers-Effekt, der spinabhängige Verteilung von intrinsischen Transversalmomenten (Transverse Momentum Dependent, TMD) beschreibt, der Collins-Effekt, der die spinabhängige Fragmentierung von Quarks in beobachtbare Hadronen erfasst, sowie die transversitätsh1(x) als spinabhängige TeilonVerteilungsfunktion. Zusätzlich spielen Twist-3-Formalismen eine Rolle bei höheren Ordnungen.

Experimentell liefern SpinAsymmetrien Zugang zu der Spinstruktur des Nukleons, zu Spin-orbit-Kopplungen in Quark-Dynamiken und zu Tests der QCD-Vorhersagen. Relevante Experimente umfassen RHIC, COMPASS, HERMES und Jefferson Lab, die polarisierte Strahlen, Targets oder beides verwenden.