Untersuchung der seltsamen Dimension des Phasendiagramms stark wechselwirkender Materie

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Dr. Christoph Blume; Professorin Dr. Elena Bratkovskaya
• Fachliche Zuordnung: Kern- und Elementarteilchenphysik, Quantenmechanik, Relativitätstheorie, Felder
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 405580046

Das Ziel dieses Projekts ist die Erforschung der Seltsamkeits-Dimension des Phasendiagramms stark wechselwirkender Materie durch eine enge Verbindung theoretischer und experimenteller Ansätze. Seltsame Hadronen bieten dabei einzigartige Möglichkeiten die Eigenschaften von seltsamer heißer und dichter Materie unter den extremen Bedingungen von hohen Temperaturen und endlichem baryonischem und seltsamen Chemischen Potential zu studieren.Während der Expansionsphase des heißen Feuerballs wechselwirken die seltsamen Hyperonen, die in der Überlappzone produziert werden, mit den Nukleonen und können dabei leichte Hyperkerne bilden. Erreichen sie auch die Region des Spektatoren, können sogar schwerere Hyper-Cluster entstehen. Seltsamkeits- und Hyperkern-Produktion sind ein Hauptbestandteil der Physik-Programme experimenteller Anlagen wie FAIR (Darmstadt, Deutschland), sowie dem Nuclotron und NICA am JINR (Dubna, Russland). Trotz langjähriger Bestrebungen, sowohl auf theoretischer als auch auf experimenteller Seite, die Produktion seltsamer Teilchen und ihrer Dynamik in Schwerionen-Kollisionen zu verstehen, verbleiben eine Vielzahl von offener Fragen. Im Rahmen dieses Antrags möchten wir uns auf einige dieser Fragen konzentrieren, darunter insbesondere: 1) Die Produktion seltsamer Mesonen und (Anti-)Baryonen in Kollisionen schwerer Ionen bei mittleren Energien, insbesondere derAnregungsfunktion in pp, pA und AA Kollisionen um die verschiedenen Produktionsmechanismen zu studieren. 2) Die Modifikationen der Eigenschaften von seltsamen Mesonen und Hyperonen in einem heißen und dichten Medium und wie dieseModifikationen experimentell verifiziert werden können. 3) Die Mechanismen zur Bildung von Hyperkernen in der dichten und heißenUmgebung von Schwerionen-Kollisionen und der experimentellen Möglichkeiten ihrer Beobachtung. Unser Projekt zielt darauf abTheoretiker der GSI-Frankfurt Gruppe mit drei experimentellen Gruppen zusammen zu bringen: dem CBM Experiment an FAIR, demBM@N Experiment am Nuclotron und dem MPD Experiment an NICA (JINR). Die wesentlichen Ziele dieser kombinierten Anstrengung sind die folgenden: 1) Die GSI-Frankfurt Gruppe wird den mikroskopischen N-Teilchen-dynamischen Transport-Ansatz entwickeln. Dieser wird es erlauben die Produktion von Hyperonen, sowie von Hyperkerne, zu studieren und damit die Erforschung neuartiger Physik in der (dritten) seltsamen Dimension des QCD Phasendiagramms ermöglichen. 2) Dieses Modell wird von den experimentellen Gruppen in Deutschland und Russland für Simulationen von Seltsamkeit- und Hyperkern-Produktion verwendet werden. Diese Studien werden es erlauben die Konstruktion der Detektoren, sowie die Analysestrategien für diesePhysik zu optimieren. 3) Das Projekt soll den Wissenstransfer zwischen Theorie und Experiment fördern. Dies beinhaltet Aspektewie gemeinsame Software, Simulationen und Analysewerkzeuge.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Russische Föderation
• Partnerorganisation: Russian Science Foundation
• Kooperationspartner: Dr. Vadim Kolesnikov