Troje naukowców NCBJ uzyskało granty w 10 edycji konkursu NCN SONATA BIS. Jednym z nich jest dr Guillaume Clement Beuf z Zakładu Fizyki Teoretycznej. Projekt zatytułowany "Poszukiwanie precyzji w nieliniowej wysokoenergetycznej Chromodynamice Kwantowej" koncentruje się na reżimie tej teorii, który można zbadać za pomocą zderzeń cząstek o wysokiej energii bez rozpraszania pod dużym kątem ani wytwarzania ciężkich cząstek. Autor tak opisuje motywację i badania, które zamierza przeprowadzić:

W fizyce cząstek silna siła jądrowa jest odpowiedzialna za wiązanie kwarków i gluonów w protony i neutrony, a następnie w jądra. Chromodynamika kwantowa (QCD) jest dobrze znana jako poprawna teoria dla silnych sił jądrowych oraz ogólnie dla dynamiki kwarków i gluonów.

W przypadku zderzeń cząstek obejmujących rozpraszanie pod dużym kątem lub wytwarzanie ciężkich cząstek, które są napędzane oddziaływaniami QCD o krótkim zasięgu, możliwe jest uzyskanie bardzo dokładnych przewidywań teoretycznych z QCD, które są zgodne z danymi eksperymentalnymi. Z kolei dynamika QCD staje się niezwykle trudna w reżimie niskiej energii, ze względu na wzrost efektywnego sprzężenia QCD na większych odległościach, tak że np. powstawanie protonów i neutronów jest rozumiane tylko na poziomie jakościowym.

Teoretycznie powinien istnieć trzeci reżim QCD, który można zbadać za pomocą zderzeń cząstek o wysokiej energii bez rozpraszania pod dużym kątem ani wytwarzania ciężkich cząstek. W takim przypadku zderzenie faktycznie tworzy krótką migawkę nadchodzącego protonu (ów), ujawniając dużą liczbę gluonów o bardzo krótkich czasach życia. Prowadzi to do w pełni nieliniowego reżimu QCD, zwanego nasyceniem gluonowym, napędzanego przez liczne interakcje gluonowe z powodu dużej gęstości gluonów.

Ze względu na brak precyzji istniejących teoretycznych prognoz QCD w reżimie nasycenia gluonowego, nie jest możliwe znalezienie efektów nasycenia gluonu w danych eksperymentalnych w sposób w pełni jednoznaczny. Głównym celem mojego projektu jest udoskonalenie teorii nasycenia gluonowego poprzez uwzględnienie korekt różnego typu w celu uzyskania precyzyjnych prognoz dla procesów wysokoenergetycznych w Wielkim Zderzaczu Hadronów w CERN oraz w przyszłym Zderzaczu Elektronowo-Jonowym w USA.

Popularne streszczenie projektu znajduje się na stronie NCN: https://ncn.gov.pl/sites/default/files/listy-rankingowe/2020-06-15vpaw/…