Een hoge-resolutiebeeldvorming van de collineaire substructuur van het proton
Natuurkundige Giacomo Magni onderzocht een aantal fundamentele vragen over het proton, het meest voorkomende object dat we in onze wereld ervaren. Protonen zijn inderdaad complexe systemen die bestaan uit nauw verbonden elementaire deeltjes: quarks en gluonen. Hun interactie behoort tot de sterkste krachten in de natuur, waardoor het proton een stabiel object is waaruit we allemaal bestaan. Begrijpen hoe deze kleinere componenten interacteren en hun energie binnen het proton verdelen, is cruciaal voor het vergroten van onze kennis van deeltjesfysica.
Met name de substructuur van het proton wordt relevant tijdens botsingen met hoge energie, zoals die bij de Large Hadron Collider (LHC). Deze interne structuur wordt beschreven door Parton Distribution Functions (PDF's), die het belangrijkste hulpmiddel zijn dat in ons onderzoek wordt gebruikt. PDF's beschrijven hoe de energie van het proton waarschijnlijk verdeeld is over quarks en gluonen. PDF's zijn dus essentieel voor het interpreteren van gegevens uit LHC-experimenten en het doen van voorspellingen over het gedrag van deeltjes onder extreme omstandigheden. Net als elke fysieke grootheid zijn PDF's onderhevig aan onzekerheden. Deze kunnen van invloed zijn op ons vermogen om nieuwe deeltjes te identificeren of bestaande theorieën, zoals het Standaardmodel van de deeltjesfysica, te verifiëren.
Belangrijkste bevindingen
Bij benadering N3LO QCD PDF's: de onderzoekers verfijnen de kennis van PDF's door rekening te houden met onderdrukte effecten en theoretische fouten, die meestal worden verwaarloosd, maar relevant kunnen zijn in huidige en toekomstige LHC-analyses. Intrinsieke charme: de onderzoekers leveren een eerste bewijs van een niet-verdwijnende intrinsieke charmebijdrage aan de protonstructuur. Dit is een fenomeen waarbij virtuele charmequarks ook aanwezig zijn in protonen met lage energie en niet alleen worden gegenereerd bij hoge energie. Gepolariseerde PDF's en protonspin: de onderzoekers herzien de bepaling van spinafhankelijke PDF's. De studie suggereert verder dat quarks slechts een fractie van de totale protonspin dragen, maar blijft onzeker over de gluonbijdrage.
Meer informatie over het proefschrift
