Quantendynamische Beschreibung korrelierter Vielteilchen-Prozesse in relativistischen Schwerionenreaktionen

• Antragsteller: Professor Dr. Ulrich Mosel
• Fachliche Zuordnung: Kern- und Elementarteilchenphysik, Quantenmechanik, Relativitätstheorie, Felder
• Förderung: Förderung von 2003 bis 2005
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5400421

Das genaue Verständnis und eine realistische Modellierung der raumzeitlichen Dynamik von relativistischen Schwerionenkollisionen in ihrer vollen Komplexität, einhergehend je nach Einschussenergie mit der Produktion von einigen hundert bis mehreren Zehntausend hadronischen Teilchen, stellen eine der grössten Herausforderungen der modernen subatomeren Physik dar. Zum tieferen Verständnis der unterschiedlichsten mikroskopischen Nichtgleichgewichtsprozesse in dem hochdichten Quantensystem aus hadronischer oder partonischer Materie ist es notwendig, diese konzeptionell direkt aus einer zugrundeliegenden Quantenfeldtheorie zu entwickeln. Besonderes Augenmerk gilt in diesem Projekt der vollen quantenmechanischen Beschreibung der Propagation von Teilchen oder Anregungen mit einer ausgedehnten Spektralfunktion, welche sich nicht mehr als semi-klassische ('on-shell') Quasi-Teilchen klassifizieren lassen. Zum einen soll die dynamische Propagation von Vektormesonresonanzen und die aus deren elektromagnetischen Zerfällen resultierende Produktionsrate an Lepton-Paaren für ein hadronisches System im Nichtgleichgewicht mittels der Methode der Realzeit-Greensfunktionen beschrieben werden, um quantitative Rückschlüsse auf Retardierungs- und Interferenzeffekte in den Zerfallseigenschaften und in der Dileptonproduktionsrate machen zu können. Zum anderen beabsichtigen wir eine transporttheoretische Formulierung der sehr frühen partonischen Anfangsphase, wie sie bei den Experimenten am RHIC in Brookhaven und in Zukunft am ALICE Experiment des LHC am CERN erwartet wird, anzugehen. Ziel ist es, die raum-zeitliche, kausale Propagation von virtuellen ('off-shell') gluonischen Anregungen und deren kohärente, induzierte Zerfälle transporttheoretisch genauer zu verstehen und deren Auswirkung auf die globale Dynamik der partonischen Phase zu untersuchen. Bei beiden Teilprojekten liegt das Schwergewicht auf der konzeptionellen, theoretischen Durchdringung des Problems.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen