Detailseite
Projekt
NNLO Quarkonium Produktion am EIC
Antragsteller
Dr. Mathias Butenschön
Fachliche Zuordnung
Kern- und Elementarteilchenphysik, Quantenmechanik, Relativitätstheorie, Felder
Förderung
Förderung seit 2022
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 409651613
Schwere Quarkonia bieten ein einzigartiges Umfeld für die Untersuchung des Zusammenspiels störungstheoretischer und nicht-störungstheoretischer QCD-Phänomene. In diesem aktiven Forschunggebiet gibt es derzeit große Fortschritte sowohl auf theoretischer als auch experimenteller Seite. Während die exklusive schwellennahe Quarkoniumproduktion am EIC dazu beitragen wird, zu verstehen, wie Quarks und Gluonen jeweils zur Hadronenmasse beitragen, werden die Daten zur inklusiven EIC-Quarkoniumproduktion entscheidend für unser Verständnis der Hadronenbildung an sich sein, da sie uns helfen werden, zwischen verschiedenen Produktionsmodi zu unterscheiden. Den ausgefeiltesten theoretischen Rahmen für die inklusive Quarkoniumproduktion bietet derzeit die nichtrelativistische QCD (NRQCD). Unsere Gruppe hat dabei Pionierarbeit geleistet und ist immer noch führend bei der Durchführung von NRQCD-Berechnungen höherer Ordnung und entsprechenden phänomenologischen Analysen. Aktuelle Analysen in nächstführender Ordnung (NLO) deuten jedoch auf Spannungen hin, insbesondere bei der kombinierten Analyse von Elektron-Proton (ep)- und Proton-Proton (pp)-Kollisionsdaten. Während die Quarkonium-Hadroproduktionsdaten in der LHC-Ära sehr präzise und vielfältig geworden sind, leiden die ep-Kollisionsdaten von HERA immer noch unter eingeschränkten Statistiken und kinematischen Bereichen. Aus diesem Grund werden die mit Spannung erwarteten EIC-Ergebnisse für ep-Kollisionen einen revolutionären Effekt haben, ähnlich dem, den der LHC für Hadroproduktionsdaten hatte. Um die derzeitigen Spannungen zwischen Daten und Theorie zu lösen und um mit den Fortschritten bei der experimentellen Präzision Schritt zu halten, müssen wir unsere theoretischen Analysen jedoch auf die übernächst-führende Ordnung (NNLO) ausweiten. Diese NNLO-Berechnungen sind der Inhalt dieses Projekts, mit dem konkreten Ziel, bis zum Ende des Projekts vollständige NNLO-NRQCD-Vorhersagen für die EIC-Photoproduktion zu haben, möglicherweise sogar für DIS. Diese NNLO-Berechnungen sind dabei extrem anspruchsvoll. Mit der Methode der umgekehrten Unitarität führen wir dabei auch eine völlig neue Technologie in das Feld der NRQCD-Rechnungen ein.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
