Die gluonische Struktur des Nukleons

In Form von Atomkernen bilden Protonen und Neutronen die Grundlage von Atomen. Sie selbst sind komplizierte Bindungszustände aus Quarks und Gluonen, deren Wechselwirkung durch die Quantenchromodynamik (QCD) beschrieben wird. Die Berechnung der Kräfte, die im In- neren der Nukleonen wirken, ist eine anspruchsvolle Aufgabe, da die QCD auf den beteiligten Energieskalen stark gekoppelt ist. Andererseits bieten Protonen aufgrund ihrer Häufigkeit eine einzigartige Gelegenheit, diese Kräfte zu untersuchen und das komplizierte Wechselspiel zwis- chen Quarks und Gluonen zu verstehen, das ihre Eigenschaften wie Masse und Spin erzeugt. Dieses Projekt zielt darauf ab, das oben erwähnte Zusammenspiel innerhalb von Nukleonen zu erforschen, indem die Gauge/Gravity-Dualität genutzt wird. Dabei handelt es sich um einen Formalismus, der vorgeschlagen wurde, um stark gekoppelte Feldtheorien zu untersuchen, indem sie auf schwach gekoppelte Gravitationstheorien abgebildet werden. In diesem For- malismus ergeben sich physikalische Phänomene aus bestimmten Geometrien und Feldern, deren Dynamik durch sie bestimmt ist. Obwohl Gauge/Gravity auf formalen Berechnungen in hochsymmetrischen Stringtheorien basiert, hat die Anwendung auf weniger symmetrische Systeme, wie QCD, zu neuen Erkenntnissen über das Verhalten von stark gekoppelten Feldthe- orien geführt. Die in diesem Forschungsprojekt durchgeführten Berechnungen konzentrieren sich auf die hochenergetische Streuung von Protonen bei geringem bis mittlerem Impulsübertrag. Ein besonderer Fokus liegt dabei auf den kinematischen Bereich, der am Electron-Ion-Collider (EIC) zugänglich ist und der derzeit am Brookhaven National Laboratory, New York, gebaut wird. Die Forschungsergebnisse werden nicht nur überprüfbare Vorhersagen liefern, sondern auch die Entwicklung der nächsten Generation von Teilchenbeschleunigern beeinflussen und zu einem tieferen Verständnis der Nukleonenstruktur und der QCD im Bereich der starken Kop- plung beitragen.