Zusammenspiel von Theorie und Experiment bei der Optimierung des EIC-Designs

• Antragsteller: Professor Dr. Vladimir Braun, seit 4/2023
• Fachliche Zuordnung: Kern- und Elementarteilchenphysik, Quantenmechanik, Relativitätstheorie, Felder
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 409651613

Ein wesentliches Ziel am zukünftigen EIC ist die Erforschungder inneren Struktur der Atomkerne mit beispielloser Genauigkeit. Das e+A Programm am EIC verspricht spannende und möglicherweiseunerwartete Ergebnisse. In der Tat haben uns experimentelle Messungen an Kernen bei hohen Energien immer wieder Rätsel und Überraschungen beschert, mit dem EMC-Effekt und dem Phänomen des “Jet-Quenchings” in Schwerionenkollisionenals den bekanntesten Beispielen. Die spannendste Physik liegtin der Studie von Observablen, bei denen der Atomkern zeigt, dasser mehr als eine Sammlung einzelner Protonen und Neutronen ist.Der EIC wird Zugang zu solchen neuen Observablen bieten.Dieses Projekt hat mehrere Komponenten. Wir beabsichtigen, dieAnalyse der partonischen Struktur von Atomkernen zu aktualisieren,unter Zuhilfenahme höherer Ordnungen der QCD-Störungstheorieund der neuesten experimentellen Resultate. Weiter wollen wirStudien von semi-inklusiven Observablen in der e+A Streuung am EIC durchführen, die neuartige Einblicke in die Struktur vonKernen liefern werden. Die semi-inklusive tief-inelastische e+AStreuung ermöglicht die Aufschlüsselung der Struktur des Flavor-Sees.Ebenso liefert sie Zugang zu den transversalimpulsabhängigenPartonenverteilungen von Kernen.Um die durch den EIC gegebenen Möglichkeiten voll ausschöpfen zukönnen, sind nicht nur modernste theoretische QCD-Rechnungen notwendig, sondern auch verbesserte Monte-Carlo Generatoren und Detektorsimulationen.Diese müssen bereits jetzt in der Planungsphase des EIC zugänglich werden.Wir werden daher in unseren Studien auch den Status der relevanten Monte-Carlo Generatoren weiterentwickeln, in enger Zusammenarbeit mitden jeweiligen Autoren. Das Ziel dieses Bestrebens ist es, das Design der zukünftigen EIC-Detektoren zu beeinflussen und zu optimieren.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 2926: Next Generation Perturbative QCD for Hadron Structure: Preparing for the Electron-Ion Collider
• Internationaler Bezug: USA
• Kooperationspartnerin: Dr. Elke Aschenauer
• Ehemalige Antragstellerin: Maria Zurita, Ph.D., bis 3/2023