Eksperymenty z rozpraszaniem elektonow na nukleonach (protonach i
neutronach)
maja dluga historie, siegajaca lat 50-tych. W eksperymentach tych jestesmy
w stanie poznac strukture nukleonu poprzez pomiar rozproszenia elektronu
na podobnej zasadzie jak struktura atomu zostala odkryta w
doswiadczeniu
Rutherforda. Idea takiego pomiaru,
oczywiscie w bardzo wielkim uproszczeniu, przypomina rozpoznawanie ksztaltu
przeszkody po sposobie w jaki odbija sie od niej probny pocisk. W miare
jak uzyskiwano w akceleratorach coraz to wyzsze energie a zarazem rosla
zdolnosc rozdzielcza eksperymentow rozproszeniowych,
odkrywano coraz to
glebsze struktury materii : skladniki jader - nukleony, a nastepnie skladniki
nukleonow kwarki i gluony co schematycznie ukazuje plansza.
Eksperymenty H1 i ZEUS sa w pewnym sensie kontynuacja tych badan,
tyle ze przy energii o wiele wiele wiekszej. Odkrycie kwarkow wymagalo
zbudowania akceleratora o energii 30 GeV (SLAC, Stanford Linear
Accelerator Center) o dlugosci 2 mil (ok. 3 km) i zdolnosci rozdzielczej
ok. 10**-17 m. HERA pozwala na uzyskanie zdolnosci rozddzielczej kilkadziesiat
razy wiekszej, co pozwoli byc moze na znalezienie jeszcze glebszych struktur
materii a wiec skladnikow kwarkow i leptonow, albo tez odkrycie nowych
rodzajow sil i czastek, nie mieszczaych sie w ramach modelu standardowego,
czyli aktualnie obowiazujacej teorii czastek elementarnych.
Uzyskanie tak wielkiej zdolnosci rozdzielczej bylo mozliwe dzieki specjalnej
konstrukcji
akceleratora zwanej zderzaczem , a
polegajacej na zderzaniu ze soba wiazki
elektronow (pozytronow) o energi 30 GeV z wiazka protonow o energii 820 GeV.
We wszystkich dotychczasowych eksperymenach rozpraszania elektron - proton
zderzano wiazke elektonow z tarcza protonow spoczywajaca w laboratorium.
Warto zwrocic uwage na jeszcze jeden fakt, ktory czyni eksperymenty na
akceleratorze HERA zupelnie unikalne w skali swiatowej. Istnieje obecnie
wiele akceleratorow, w ktorych mozna ze soba zderzac hadrony lub leptony przy
energiach rownie duzych co na HERA. Jednak zaden inny
akcelerator nie zderza przy tej energi leptonow z hadronami. Tylko w
takich zderzeniach mozna by zaobserwowac czastki zwane lepto-kwarkami o masie
rzedu kilkuset GeV. Ostatnio zaobserwowano zarowno w H1 jak i ZEUS-ie niezwykle
przypadki, ktore byc moze swiadcza o istnieniu nowych form materii lub
nowych rodzajow oddzialywania.
