Die elektroschwache und gravitative Struktur des Nukleons

• Antragstellerin: Privatdozentin Dr. Sara Collins, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Kern- und Elementarteilchenphysik, Quantenmechanik, Relativitätstheorie, Felder
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 459819809

Eine genaue Kenntnis der Verteilung von Quarks und Gluonen im Nukleon ist so wichtig, dass ein neues Groß-Experiment, der Electron-Ion-Collider, am BNL gebaut wird, dessen Hauptziel ist es, die vielen Facetten der Nukleonenstruktur zu erforschen. Zum Beispiel werden hauptsächlich Nukleonen als Proben eingesetzt bei der Suche nach neuer Physik, jenseits des Standardmodells. Dies schließt Collider-Experimente wie am LHC ein, terrestrische Neutrino-Oszillations-Experimente sowie Detektoren für die direkte Suche nach dunkler Materie. Wechselwirkungen zwischen den Quarks und Gluonen im Nukleon mit anderen Teilchen aufzudecken, erfordert eine genaue Kenntnis der Nukleonenstruktur, d.h. der Verteilung der Partonen innerhalb des Nukleons und ihrer elektroschwachen (und nicht-Standardmodell) Wechswelwirkung in Bezug auf Streuung mit anderen Teilchen. Desweiteren schränken elektroschwache Nukleonenstruktur-Observablen auch Elemente der Energieimpulstensors innerhalb des Nukleons ein, an welche die Gravitation koppelt. In Gitter-QCD-Simulationen sind diese direkt zugänglich.Die Hauptziele dieses Projekts sind die Bestimmung der Komponenten der longitudinalen Impuls- und Spin-Summenregeln und der Shear-Pressure Summe durch Gitter-QCD-Simulationen mit Untersuchung der Hauptquellen systematischer Unsicherheiten. Das Projekt beinhaltet die Analyse der relevanten u, d und s Quark generalisierten Formfaktoren ~ (GFFs), die Berechnung der Gluon-GFFs und die Bestimmung der Faktoren, welche Gittermatrixelements in das modifizierte minimale Subtraktionsschema übersetzen. Neue Merkmale der vorgeschlagenen Simulationen sind die systematische Untersuchung des Flavour-Singlett-Sektors und ein kontrollierter Kontinuumslimes.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen