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HERA,

 

Abkürzung für Hadron-Elektron-Ring-Anlage, 1991 fertig gestelltes Großinstrument für die Elementarteilchenforschung am Deutschen Elektronen-Synchrotron in Hamburg. HERA ist die erste (und derzeit einzige) Anlage, in der Elektronen und Protonen auf nahezu Lichtgeschwindigkeit beschleunigt, gespeichert und miteinander zur Kollision gebracht werden können. Sie besteht aus zwei Speicherringen in einem unterirdischen 6,3 km langen Tunnel. In dem einen Ring kreisen Elektronen mit einer Energie von 27,5 GeV, im anderen - gegenläufig dazu - Protonen mit Energien bis 920 GeV; die Kollisionsenergie beträgt etwa 300 GeV. An zwei Kreuzungsstellen werden die Zusammenstöße der Elektronen und Protonen in komplexen Messanlagen, den Detektoren »H 1« und »ZEUS«, beobachtet. Die genaue Vermessung der Vorgänge gibt Aufschluss über die kleinsten Strukturen im Aufbau der Materie bis zu Dimensionen von einigen 10^-19 m. HERA dient der Erforschung des Aufbaus des Protons aus Quarks, Antiquarks und Gluonen; darüber hinaus wird nach eventuellen neuen Strukturen, Elementarteilchen oder Wechselwirkungen im Inneren der Materie gesucht. - Der Elektronenstrahl von HERA ist teilweise polarisiert, d. h., die Spins der Elektronen sind zu etwa 70 % parallel zueinander ausgerichtet. Durch Streuung dieses Strahls an Proben von ebenfalls spinpolarisierten Atomkernen (Wasserstoff, Deuterium, ³He) wird die Zusammensetzung des Nukleonenspins aus den Drehimpulsen der Quarks und Gluonen in einem dritten Detektor (»HERMES«) erforscht. Mit einem weiteren Detektor (»HERA-B«) wird nach Symmetrieverletzungen beim Zerfall von B-Mesonen und nach seltenen Zerfallsarten dieser Mesonen gesucht. Ziel ist es, herauszufinden, ob die Verletzung der Teilchen-Antiteilchen-Symmetrie im Rahmen des Standardmodells der Elementarteilchenphysik erklärt werden kann.