Partonverteilungen und Fragmentationsfunktionen

• Antragsteller: Professor Dr. Vladimir Braun, seit 4/2023; Professor Dr. Bernd A. Kniehl; Professor Dr. Sven-Olaf Moch
• Fachliche Zuordnung: Kern- und Elementarteilchenphysik, Quantenmechanik, Relativitätstheorie, Felder
• Förderung: Förderung seit 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 409651613

Der Partonenverteilung in Nukleonen und das Wissen über die Fragmentierung von Partonen im Endzustand sind wesentliche Bestandteile der Präzisionsvorhersagen an den heutigen Teilchenbeschleunigern. Im Standardfaktorisierungsansatz der QCD liefern sie die wesentlichen Informationen über die Partonendynamik bei große Abständen, die für Störungsrechnungen unzugänglich sind. Eine zentrale Aufgabe der modernen QCD-Theorie besteht darin, Präzisionsextraktionen dieser Anteile bei langen Abständen (typischerweise Partonenverteilungen und Fragmentierungsfunktionen) aus Vergleichen von experimentellen Daten mit den entsprechenden theoretischen Berechnungen der Beiträge bei kurzen Abständen (typischerweise partonische Wirkungsquerschnitte) bei hohen Ordnungen der Störungstheorie durchzuführen. Die typische Genauigkeit dieser theoretischen Vorhersagen liegt derzeit der QCD für die meisten Wirkungsquerschnitte von Interesse bei der nächst-nächst-führeneden Ordnung (N2LO) und sogar noch höher für vollständig inklusive Observablen. Motiviert durch den theoretischen Fortschritt und dieverfügbaren Daten aus der tief-elastischen Streuung und dem LHC sowie den Aussichten für den künftigen EIC präsentiert das Projekt P2 einen ganzheitlichen Ansatz zur Bereitstellung von Informationen über die nicht-perturbative Partondynamik auf einem neuen Niveau der Präzision. Zu diesem Zweck kombiniert es alle Bemühungen, die Impulsverteilungen von Partonen im Proton sowie in leichteren und schwereren Kernen betreffen, es behandelt Streuprozesse mit und ohne Polarisation sowie Fragmentierungsfunktionen und zielt darauf ab, die Genauigkeit über die N2LO Ordnung in QCD hinaus zu erweitern. Als solches hat das Projekt zahlreiche Wechselbeziehungen zu allen anderen Projekten, entweder entweder durch die Nutzung neuer Ergebnisse oder durch das Bereitstellen neuer Partonverteilungen und Fragmentierungsfunktionen.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 2926: Next Generation Perturbative QCD for Hadron Structure: Preparing for the Electron-Ion Collider
• Ehemalige Antragstellerin: Maria Zurita, Ph.D., bis 3/2023