Untersuchung der Kernstruktur von 3 He mittels Polarisationsobservablen

Durch die Möglichkeit, gleichzeitig mehrere Polarisationsfreiheitsgradernin der quasi-elastischen Elektronstreuung an $^3mathrm{He}$ zurnmessen, bietet sich ein neuer experimenteller Zugang zu kleinen, aber rnwichtigen Partialwellenbeiträgen ($S'$, $D$-Welle) desrn$^3mathrm{He}$-Grundzustands. Dies ermöglicht nicht nur ein tieferesrnVerständnis des Drei-Körper-Systems, sondern bietet auch diernMöglichkeit, Erkenntnisse über die $^3mathrm{He}$-Struktur undrnDynamik zu erlangen. Mit Hilfe dieser Informationen lassen sich abrninitio Rechnungen testen, sowie Korrekturen berechnen, die für anderernExperimente (z.B. Messung von $G_{en}$) benötigt werden. rnrnModerne Faddeev-Rechnungen liefern nicht nur eine quantitativernBeschreibung des $^3mathrm{He}$-Grundzustands, sondern geben auchrneinen Einblick in die sogenannten spinabhängigenrnImpulsverteilungen. Eine gründliche experimentelle Untersuchung ist in rndiesem Zusammenhang nötig, um eine solide Basis für die Üperprüfungrnder theoretische Modelle zu liefern. EinrnDreifach-Polarisationsexperiment liefert hier zum einen wichtigernDaten, zum anderen kann damit untersucht werden, ob mit der Methoderndes glqq Deuteron-Tagginggrqq polarisiertes $^3mathrm{He}$ alsrneffektives polarisiertes Protonentarget verwendet werden kann. rnrnDas hier vorgestellte Experiment kombiniert erstmals Strahl- undrnTargetpolarisation sowie die Messung der Polarisation des auslaufendenrnProtons. Das Experiment wurde im Sommer 2007 an derrnDrei-Spektrometer-Anlage der A1-Kollaboration an MAMI rndurchgeführt. Dabei wurde mit einer Strahlenergie vonrn$E=855,mathrm{MeV}$ bei $q^2=-0,14,(mathrm{GeV/c})^2$rn$(omega=0,13,mathrm{GeV}$, $q=0,4,mathrm{GeV/c})$ gemessen.rnrnDie bestimmten Wirkungsquerschnitte, sowie die Strahl-Target- und diernDreifach-Asymmetrie werden mit theoretischen Modellrechnungen vonrnJ. Golak (Plane Wave Impuls Approximation PWIA, sowie ein Modell mitrnEndzustandswechselwirkung) verglichen. Zudem wurde das Modell von dernForest verwendet, welches den Wirkungsquerschnitt über eine gemessenernSpektralfunktion berechnet. Der Vergleich mit den Modellrechnungenrnzeigt, dass sowohl der Wirkungsquerschnitt, als auch die Doppel- undrnDreifach-Asymmetrie gut mit den theoretischen Rechnungenrnübereinstimmen. rnrnDie Ergebnisse dieser Arbeit bestätigen, dass polarisiertesrn$^3mathrm{He}$ nicht nur als polarisiertes Neutronentarget, sondernrndurch Nachweis des Deuterons ebenfalls als polarisiertesrnProtonentarget verwendet werden kann.

With the possibility to measure several polarization degrees ofrnfreedom in the quasi-elastic electron scattering of $^3mathrm{He}$rnthere is a new way to access small, but important partial waverncontributions ($S'$, $D$-wave) to the $^3mathrm{He}$ groundrnstate. This gives direct access to a better understanding of thernthree-body-system. It also opens up a way to directly test thern$^3mathrm{He}$ structure and dynamics. With this information it isrnpossible to test ab initio calculations and to calculate correctionsrnthat are needed for different experiments (measurement of $G_{en}$ forrnexample). rnrnModern Faddeev-calculations do not only give a quantitative descriptionrnof the $^3mathrm{He}$ ground state. They also give insight in sorncalled spin dependent momentum distributions. A systematic experimentalrninvestigation is needed to get a good basis for tests of the theoreticalrnmodels. A triple-polarization-experiment can give important datarnin this field. Also with the help of such an experiment one canrninvestigate if polarized $^3mathrm{He}$ can be used as an effective rnpolarized proton target by the method of deuteron-tagging''.rnrnThe experiment presented in this work combines for the first timernbeam- and target-polarization as well as a measurement of thernpolarization of the outgoing proton. The measurement was done inrnsummer of 2007 at the three spectrometer setup of the A1 collaborationrnat the MAMI accelerator. A beam energy of $E=855,mathrm{MeV}$ wasrnused and we measured at $q^2=-0.14,(mathrm{GeV/c})^2$rn($omega=0.13,mathrm{GeV}, q=0.4,mathrm{GeV/c}$).rnrnThe measured cross section, as well as the beam-target- andrntriple-asymmetry were compared to a theoretical calculation byrnJ. Golak (he gives a plane wave impulse approximation (PWIA)rncalculation and a calculation also taking final state interaction intornaccount). The cross section was also compared to a model by de Forestrnthat is using a measured spectral function. The comparison shows arngood agreement between the measured cross section as well as therndouble and triple asymmetry and the theoretical calculations. rnrnThe results of this work confirm that polarized $^3mathrm{He}$ can notrnonly be used as a polarized neutron target but also, by detecting thernoutgoing deuteron, as a polarized proton target.