Nazwa Projektu: Eksperyment COMPASS-badanie wewnętrznej trójwymiarowej struktury nukleonu

Akronim Projektu: OPUS 19a

Budżet Projektu: 603 600 PLN

Czas trwania projektu: 17.05.2021- 16.05.2025

Kierownik Projektu: prof. dr hab. Andrzej Sandacz

Opis Projektu:

Celem niniejszego projektu jest doświadczalne badanie wewnętrznej, trójwymiarowej struktury nukleonu na poziomie jego elementarnych składników, co sytuuje ten projekt w nowej dziedzinie badań QCD, które wykraczają poza powszechnie stosowany dotychczas opis jednowymiarowy. Opis trójwymiarowej struktury nukleonu jest możliwy, albo w ramach formalizmu TMD (ang. Transverse Momentum Dependent distributions) lub w ramach formalizmu GPD (ang. Generalised Parton Distributions). Oba te opisy, które są komplementarne, uwzględniają korelacje pomiędzy pędem podłużnym (wzdłuż pędu nukleonu) z poprzecznymi stopniami swobody kwarków i gluonów: pędami poprzecznymi (TMD) lub położeniami w płaszczyźnie poprzecznej (GPD), a także korelacje ze spinem nukleonu. W szczególności umożliwiają one badanie roli orbitalnego momentu pędu kwarków i gluonów w wyjaśnieniu spinu nukleonu. Problem ten znany jako ‘zagadka spinu protonu’, pomimo że sformułowany przed ponad 30-laty, nadal pozostaje nierozwiązany. Kolejne interesujące zagadnienie związane z trójwymiarową strukturą nukleonu to tzw. ‘tomografia nukleonu’, tzn. wyznaczenie na podstawie znajomości funkcji GPD zależności pomiędzy rozkładem przestrzennym partonów w płaszczyźnie prostopadłej do kierunku pędu nukleonu i pędem podłużnym partonów. W niniejszym projekcie rozkłady TMD i GPD będą badane na podstawie pomiarów trzech procesów: ekskluzywnej produkcji mezonów i fotonów w głęboko nieelastycznym rozpraszaniu muonów (tematyka GPD), semi-inkluzywnym głęboko nieelastycznym rozpraszaniu mionów na poprzecznie spolaryzowanych deuteronach (tematyka TMD) oraz produkcji par mionów w procesie Drella-Yana w rozpraszaniu pionów na nukleonach (tematyka TMD). Pomiary będą prowadzone w ramach Współpracy COMPASS w CERN-ie za pomocą rozpraszania wysoko energetycznych mionów lub mezonów π− na nukleonach.