Übergangs-Formfaktoren von Mesonen (Projekt TFF)

• Antragsteller: Dr. Igor Danilkin; Professor Dr. Achim Denig, seit 2/2023; 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

Die Wechselwirkung zweier reeller oder virtueller Photonen wird durch Übergangsformfaktoren beschrieben. Diese beinhalten zum einen Informationen über die interne Struktur der Hadronen, und sind zum anderen essentiell für eine präzisere Berechnung des Beitrags der hadronischen Licht-an-Licht Streuung zum anomalen magnetischen Moment des Myons. Das Ziels des Projekts TFF ist es diese Informationen unter Ausnutzung der Synergien experimenteller und theoretischen Arbeiten zu erlangen. Hochpräzisionsmessungen mit dem A2/MAMI-Experiment werden weltweit führende Daten zu zeitartigen Übergangsformfaktoren aus Meson-Dalitz-Zerfällen bereitstellen. Ergänzend dazu werden Messungen im raumartigen Bereich von einzelnen Mesonen und Mehr-Mesonen-Systemen am BESIII-Experiment in Zwei-Photon-Fusionsreaktionen durchgeführt. Mit Hilfe dieser Informationen werden bereits existierende, datengestützte phänomenologische Beschreibungen erweitert um sowohl die Wechselwirkung virtueller Photonen, als auch eine höhere Anzahl an Mesonen zu erfassen, was den Zugang zu skalaren, Tensor- und axialen Resonanzen ermöglicht. Zusätzlich werden im Rahmen von ab-initio Rechnungen der Gittereichtheorie die doppelt virtuellen Übergangsformfaktoren von Mesonen berechnet, die in Experimenten derzeit nur schwer zugänglich sind. Die in diesem Projekt entwickelten Methoden und die gewonnenen Daten erlauben zusätzlich noch einen weiteren Zugang zur Beschreibung hadronischer Substruktur durch die Bestimmung von Pion-Polarisierbarkeiten.

• 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
• Ehemalige Antragstellerin: Lena Heijkenskjöld, Ph.D., bis 1/2023