Neue Zugänge zu semi-inklusiven Streuprozessen am Electron-Ion-Collider (EIC)

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Dr. Taushif Ahmed, Ph.D.; Professorin Dr. Barbara Jäger; Professor Dr. Werner Vogelsang
• Fachliche Zuordnung: Kern- und Elementarteilchenphysik, Quantenmechanik, Relativitätstheorie, Felder
• Förderung: Förderung seit 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 409651613

Semi-inklusive Streuprozesse stellen das Herzstück des EIC-Physikprogramms dar. Sie werden entscheidende Information zu Fragmentations- und Hadronisierungsmechanismen liefern und gleichzeitig die Struktur von Hadronen beleuchten. Sie erlauben es auch, zentrale theoretische Konzepte der QCD bei hohen Energien zu überprüfen, insbesondere Faktorisierung, Universalität und störungstheoretische Berechnungen. Auf Grundlage der Bedeutung von semi-inklusiven Prozessen am EIC muss eine Verbesserung der Genauigkeit theoretischer Vorhersagen ein zentrales Anliegen der Theorie sein. Projekt P4 wird eine Kollektion völlig neuer Aspekte von semi-inklusiver tief-inelastischer Streuung (SIDIS) am EIC behandeln. Ein übergeordnetes Thema der vorhergesehenen Studien ist eine Kombination von Präzisionsrechnungen höherer Ordnung der QCD mit Phänomenologie für den EIC. Insbesondere sollen folgende Themen behandelt werden: 1) SIDIS in hohen Ordnungen der Störungsrechnung: Hier planen wir eine Erweiterung unserer Rechnungen in nächst-nächstführender Ordnung der QCD für SIDIS aus der ersten Förderperiode der Forschungsgruppe FOR2926 hin zu elektroschwacher SIDIS, die von großer Bedeutung für eine Untersuchung der reichhaltigen Spinstruktur von Nukleonen und die Extraktion von Partonverteilungsfunktionen bei großen x-Werten ist. Wir planen zudem eine Erweiterung früherer Studien zur QCD-Resummation in allen Ordnungen für SIDIS durch die Berücksichtigung von nichtführenden Termen an der partonischen Schwelle. 2) Präzise Bestimmung der Hadronstruktur in semi-inklusiven Prozessen: Dieses Teilprojekt behandelt neue Arten von SIDIS-Observablen am EIC, Hadron-Paarproduktion, Spin-Transfer-Phänomene und Photoproduktionsprozesse. Für diese planen wir die Berechnung von QCD-Korrekturen, sowohl in nächstführender Ordnung als auch mittels Resummation. 3) Entwicklung und Anwendung moderner Ereignisgeneratoren für Lepton-Hadron-Beschleuniger: Dieses Teilprojekt baut auf phänomenologischen Studien zu transversalimpuls-abhängigen Partonverteilungsfunktionen für SIDIS der ersten Förderperiode auf. Ein logischer nächster Schritt der Präzisionsphänomenologie für den EIC besteht in der Berücksichtigung von Partonschauereffekten. Interessante Synergieeffekte erhoffen wir uns in dieser Hinsicht aus den Resummationsaspekten des Projekts.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 2926: Next Generation Perturbative QCD for Hadron Structure: Preparing for the Electron-Ion Collider
• Internationaler Bezug: Argentinien, Spanien
• Kooperationspartner: Professor Dr. Daniel De Florian; Dr. Alexey Vladimirov, Ph.D.