MREX: Mainz Radius Experiment

• Antragstellerin: Professorin Dr. Concettina Sfienti
• Fachliche Zuordnung: Kern- und Elementarteilchenphysik, Quantenmechanik, Relativitätstheorie, Felder
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 454637981

Die Zustandsgleichung ist eine grundlegende Eigenschaft der Kernmaterie, die die Beziehungen zwischen Energie, Druck, Temperatur, Dichte und Neutron-Proton-Asymmetrie beschreibt. Obwohl sich die Größe von Atomkernen und Neutronensternen um 18 Größenordnungen unterscheidet, unterliegen sie der gleichen Physik, die sich in der Zustandsgleichung manifestiert. Insbesondere ist die Neutronenhautdicke schwerer Kerne stark mit der kaum bekannten Steigung der Symmetrieenergie bei der Sättigungsdichte korreliert. Trotz des zunehmenden experimentellen Aufwands zur Bestimmung der Neutronenhautdicke schwerer Kerne war eine präzise Bestimmung bisher nicht möglich. Die Extraktion der Neutronenhautdicke aus paritätsverletzenden Streuexperimenten basiert auf der Messung des schwachen Formfaktors bei einem einzigen Impulsübertrag. Daher müssen einige Annahmen bezüglich der Oberflächendicke getroffen werden, um die Neutronenhautdicke zuverlässig zu extrahieren. Darüber hinaus ist die rätselhafte Beobachtung einer verschwindenden Transversal-Asymmetrie in 208Pb durch die PREX-Kollaboration immer noch Gegenstand von Debatten, sowohl wegen der Implikationen von falsche Asymmetrien, die wesentlich zum gesamten systematischen Fehler der Neutronenhautmessung beitragen, als auch wegen des offensichtlichen Versagens der theoretischen Vorhersagen solcher Beiträge. Angesichts der zu erwartenden wachsenden Zahl von Gravitationswellenmessungen von der Verschmelzung zweier Neutronensterne durch LIGO und Virgo, den neuen astronomischen Beobachtungen zu Neutronensternradien von NICER und der Planung für die endgültige Messung der Neutronenhautdicke an MESA wird es zwingend notwendig, die Methodik zur Extraktion der Neutronenhaut aus der Paritätsverletzung gründlich zu untersuchen.Die Ziele des Projekts werden sein: *) Messungen der Transversalen Asymmetrie an 208Pb: Die transversale Asymmetrie von 208Pb wird am Beschleuniger MAMI bei zwei verschiedenen Strahlenergien im Energiebereich des zukünftigen MESA-Beschleunigers gemessen.**) Bestimmung der Oberflächendicke von 208Pb: Zum ersten Mal wird die Oberflächendicke von 208Pb in paritätsverletzender Elektronenstreuung am Beschleuniger MAMI bestimmt. Diese Daten werden die dominierende Modellabhängigkeit in der Methode zur Extraktion der Neutronenhautdicke aus paritätsverletzenden Streuexperimenten beseitigen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen