Exotische Meson-Spektroskopie (Projekt XYZ)

• Antragsteller: Dr. Igor Danilkin; Professor Dr. Achim Denig; Dr. Christoph Florian Redmer; Professor Dr. Marc Vanderhaeghen
• Fachliche Zuordnung: Kern- und Elementarteilchenphysik, Quantenmechanik, Relativitätstheorie, Felder
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 458854507

In den letzten zwei Jahrzehnten wurden eine Fülle von neuen Teilchen, die schwere Quarks beinhalten (c- oder b-Quarks), nahe oder oberhalb der entsprechenden Produktionsschwellen gefunden. Diese Zustände sind exotisch insofern, dass sie nicht als normale Quark-Anti-Quark-Zustände interpretiert werden können. Es handelt sich vielmehr um Tetraquarks, die entweder aus zwei gebundene QCD-Diquarks bestehen, aus QCD-Hybriden, hadronischen Molekülen bzw. aus Hadro-Charmonium-Zuständen.Das Projekt XYZ hat sich zum Ziel gesetzt, die Eigenschaften der konventionellen und der neuen exotischen Zustände zu extrahieren, was einen Rückschluss über ihre Natur zulassen wird. Das Projekt ist in drei Teile unterteilt, die verschiedene Aspekte der XYZ-Physik erfassen.Zunächst wird in einer Kooperation zwischen der BESIII-Kollaboration und Theoretikerinnen und Theoretikern der Forschungsgruppe eine Partialwellen-Analyse von Charmonium-Zerfallsmoden in Zwei-Meson-Systeme durchgeführt. Diese Prozesse haben einen direkten Bezug zu Licht-Licht-Fusionsprozessen, für die der dispersive theoretische Formalismus bereits entwickelt wurde.Als zusätzliches Werkzeug werden modell-unabhängige Licht-Licht-Summenregeln verwendet, um die Natur der exotischen Teilchen in radiativen Übergängen von Vektor-Charmonium und Bottomonium-Zuständen zu untersuchen. Schließlich hat das vorgeschlagene experimentelle Programm, das die Produktion von Nicht-Vektor-Charmonium-Zuständen in der Elektron-Positron-Annihilation vorsieht, das Potential, als Entdeckungs-Kanal für exotische Zustände zu dienen bzw. um zwischen verschiedenen theoretischen Modellen bezüglich ihrer intrinsischen Natur zu unterscheiden.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 5327: Photon-Photon-Wechselwirkungen innerhalb und jenseits des Standardmodells - vollständige Nutzung des Entdeckungspotentials von MESA bis hin zum LHC
• Internationaler Bezug: China, Polen
• Kooperationspartner: Professor Dr. Henryk Czyz; Professor Dr. Yuping Guo