Transverse Momentum Dependent Distributions aus Gitter QCD Rechnungen

• Antragsteller: Professor Dr. Andreas Schäfer
• Fachliche Zuordnung: Kern- und Elementarteilchenphysik, Quantenmechanik, Relativitätstheorie, Felder
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 445271327

Die QCD beschreibt die quantenmechanische Quark-Gluon-Struktur von Hadronen wie dem Proton. Die Kenntnis dieser Struktur ist wichtig als Basis-Information, wenn man z.B. Proton-Proton-Reaktionen am LHC (CERN) interpretieren will, aber auch weil die QCD erlaubt die komplexen Eigenschaften lokaler, nicht-abelscher Eichtheorien in ihrer ganzen Fülle zu verstehen. Anfänglich hat man sich nur auf kollineare Prozesse und einfache Wahrscheinlichkeitsfunktionen beschränkt. Inzwischen konzentriert sich die Forschung auf Funktionen, die auf Phaseninformationen empfindlich sind. Hierbei sind die Transverse Momentum Dependent Parton-Verteilungs-Funktionen (TMDPDFs oder einfach TMDs) besonders interessant. Der projektierte neue Elektron-Nukleon/Nukleus Kollider (EIC) in den USA soll sie zukünftig sehr viel genauer, als dies bisher möglich war, untersuchen. Allerdings reicht die experimentell zugängliche Information nicht aus, sie vollständig zu bestimmen. (Das Proton hat 8 verschiedenen TMDs für jeden Quark Flavor und dies sind Funktionen von Bjorken x und dem Transversalimpuls, und dann gibt es auch noch Gluon TMDs.) Deshalb müssen diese Informationen durch zusätzliche Informationen, die mittels Gitter QCD gewonnen werden können, ergänzt werden. Dies wollen wir fortfahren zu tun. Wir hatten vor einigen Jahren als erste die Techniken hierzu entwickelt und numerisch umgesetzt und kollaborieren heute mit den international führenden Gruppen auf diesem Gebiet. Zusätzlich soll der flavor-separierte Quark-Bahndrehimpuls und seine Skalenabhängigkeit berechnet werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen