Nicht-Gleichgewichts QCD durch Jet Quenching

Die starke Wechselwirkung beschreibt, wie sich der Atomkern aus Protonen und Neutronen zusammensetzt, und diese wiederum aus noch kleineren Be- standteilen aufgebaut sind, den Quarks und Gluonen. Diese liegen normaler- weise nicht als freie Teilchen vor, sondern sind nur als Bestandteil von gebun- denen Teilchen, wie zum Beispiel einem Proton, anzutreffen. Bei sehr ho- hen Energien und Temperaturen allerdings formen die Quarks und Gluonen einen neuen Materiezustand, das Quark-Gluon Plasma, in dem sie als freie Teilchen vorliegen. Dieses Plasma lag im fruhen Universum kurz nach dem Big Bang vor und existiert heute moglicherweise im Inneren von Neutronenster- nen. Experimentell kann man diesen Materiezustand in großen Teilchenbeschle- unigern mithilfe der Kollision schwerer Ionen erzeugen. Dieses Projekt unter- sucht die Eigenschaften des Quark-Gluon Plasmas in solchen Schwerionenkolli- sionen, insbesondere dessen Nichtgleichgewichts-Eigenschaften zu fruhen Zeiten nach der Kollision. Mittels hochenergetischer Teilchen, genannt Jets, konnen Eigenschaften dieses Plasmas experimentell bestimmt werden. Dabei werden Veranderungen dieser Jets bei Vorhandensein des Plasmas gemessen. In der the- oretischen Beschreibung von Jets konnen diese Modifikationen als Abhangigkeit von einer einzigen Funktion des Mediums verstanden werden, die elastic colli- sion kernel genannt wird. Allerdings stellt die theoretische Beschreibung des Quark-Gluon Plasmas in Schwerionenkollisionen eine enorme Herausforderung dar: Wahrend theoretische Methoden fur schwach oder sehr stark gekoppelte Systeme entwickelt wurden, ist die Kopplung des erzeugten Plasmas keinem dieser Grenzfalle zuzuordnen. In diesem Projekt werden daher Methoden fur schwach- und stark-gekoppelte Systeme angewandt, um den elastic collision kernel zu erhalten und dessen universelle Eigenschaften zu studieren. Dies ermoglicht ein besseres Verstandnis der starken Wechselwirkung und deren Eigen- schaften außerhalb des thermischen Gleichgewichts.