Die Wissenschaft
Kernwissenschaftler verwendeten vereinigen neuen theoretischen Methode, um vereinigen Zahl zu Fakturen ausstellen, jener zu Gunsten von die Erkundung jener dreidimensionalen Fortbewegung von Quarks intrinsisch eines Protons unerlässlich ist. Mithilfe dieser neuen Werkzeuge erhielten die Wissenschaftler ein fühlbar genaueres Zeichnung jener Querbewegung dieser inneren Bausteine. In diesem Zusammenhang handelt es sich um die Fortbewegung von Quarks um die Spinachse eines Protons und senkrecht zu seiner Bewegungsrichtung. Die neue Rechnung stimmt exakt mit modellbasierten Rekonstruktionen aus Partikelkollisionsdaten überein. Es ist selten effektiv zu Gunsten von Quarks mit niedrigen Transversalimpulsen, im Rahmen denen frühere Methoden nicht ausreichten. Kernphysiker werden die neue Methode verwenden, um die 3D-Fortbewegung von Quarks – und ihren bindenden Gluonen – zu Gunsten von zukünftige Collider-Experimente vorherzusagen.
Die Wirkung
Die Erkundung des Ursprungs des Protonenspins ist ein zentrales Ziel des zukünftigen Collider (EIC). Die Kollisionen spinausgerichteter Protonen mit hochenergetischen Elektronen im EIC werden die Querbewegung von Quarks und Gluonen intrinsisch von Protonen genau messen. Ebendiese präzise 3D-Bildgebung wird zeigen, wie die Querbewegung von Quarks und Gluonen zum Gesamtspin eines Protons beiträgt. Dieser neue theoriebasierte Methode liefert die ersten genauen Berechnungen darüber, wie sich die Verteilung des Querimpulses von Quarks intrinsisch von Protonen mit jener Kollisionsenergie ändert. Welcher Methode wird wesentlich genauere theoretische Vorhersagen zu Gunsten von die kleinen Querbewegungen von Quarks im Inneren von Protonen liefern. Indem nicht zutreffend die Notwendigkeit, die komplexesten, durch starke Vitalität gesteuerten Quarkspeise-Gluon-Wechselwirkungen zu modellieren.
Zusammenfassung
Kerntheoretiker am Brookhaven Patriotisch Laboratory und am Argonne Patriotisch Laboratory nach sich ziehen siegreich vereinigen neuen theoretischen Methode zur Rechnung des Collins-Soper-Kernels angewendet, einer Größe, die beschreibt, wie sich die Verteilung des Querimpulses von Quarks intrinsisch eines Protons mit jener Kollisionsenergie ändert. Dasjenige Team verwendete Gitterquantenchromodynamik (QCD), Supercomputer-basierte Simulationen, die Quarkspeise-Gluon-Wechselwirkungen hinauf einem 4D-Raum-Zeit-Raster verfolgen. Welcher neue theoretische Methode ermöglichte es dem Team, seine Raster-QCD-Berechnungen fühlbar zu vereinfachen und präzise Ergebnisse selbst zu Gunsten von die kleine Querbewegung von Quarks zu erhalten, im Rahmen jener die Quarkspeise-Gluon-Wechselwirkungen stark und komplex werden. Solche präzisen Beschreibungen jener kleinen Querbewegung von Quarks konnten in früheren Raster-QCD-Berechnungen, die konventionellere Ansätze verwendeten, nicht erreicht werden.
Die neuen Ergebnisse zu Gunsten von Quarks mit niedrigem Querimpuls stimmen mit früheren Ergebnissen überein, sind jedoch viel präziser und weisen fühlbar geringere Unsicherheiten hinauf. Sie stimmen sogar mit Modellen überein, die zur Hinweistext vorhandener experimenteller Datenansammlung entwickelt wurden. Ebendiese Erfolge zeigen, dass jener neue Methode zur Vorhersage und Interpretation zukünftiger experimenteller Ergebnisse im Rahmen unterschiedlichen Kollisionsenergien am EIC, dasjenige am Brookhaven Patriotisch Laboratory gebaut wird, und am European Large Hadron Collider verwendet werden kann. Physiker werden welche Vorhersagen und Experimente nutzen, um mehr extra die kleine Querbewegung von Quarks intrinsisch von Protonen zu routiniert und wie welche Fortbewegung zum Protonenspin beiträgt.
Finanzierung
Ebendiese Arbeit wurde vom Department of Energy (DOE) Office of Science und Office of Nuclear Physics im Rahmen des Scientific Discovery through Advanced Computing (SciDAC)-Preises „Rigoros Nuclear Physics at the Exascale and Beyond“ von jener „Quarkspeise -Gluon Tomography“ Topical Collaboration, durch vereinigen DOE Office of Science Early Career Award und durch die Patriotisch Science Foundation. Z. Hd. welche Wissenschaft wurden Computerzeitpreise verwendet, die vom INCITE-Sendung jener Argonne Leadership Computing Facility, dem ALCC-Sendung jener Oak Ridge Leadership Computing Facility und dem Patriotisch Energy Research Scientific Computing Center bereitgestellt wurden.
