Tomografia tridimensionale del nucleone

La struttura dei nucleoni è oggetto di studio presso le principali strutture sperimentali a livello mondiale, come il CERN e il Jefferson Lab.

Capire come le proprietà dei nucleoni emergano dai quark e dai gluoni è uno degli obiettivi principali dell’Electron-Ion Collider (EIC) che sarà costruito al BNL.

La distribuzione generalizzata dei partoni (GPD) fornisce informazioni dettagliate sulla struttura tridimensionale del nucleone nello spazio dei parametri di impatto. I recenti progressi della cromodinamica quantistica a reticolo (QCD) consentono di calcolare direttamente queste quantità non perturbative partendo direttamente dalla lagrangiana della QCD.

L’obiettivo principale di questa proposta è garantire risorse computazionali per calcolare le GPD utilizzando un ensemble di fermioni a massa contorta simulato con valori fisici delle masse dei quark.

Questo sarà il terzo ensemble utilizzato per il calcolo di queste grandezze e consentirà, per la prima volta per queste grandezze, un’estrapolazione del continuum.

L’analisi degli altri due ensemble, con spaziatura del reticolo più grossolana e volume del reticolo più piccolo, è in corso utilizzando altre risorse.

Saranno calcolati sia i loop di quark disconnessi sia i contributi dei gluoni, consentendo una decomposizione di sapore completo delle GPD e delle distribuzioni di partoni (PDF), il limite anteriore delle GPD.

Il progetto fornirà risultati sulla distribuzione dei partoni nel nucleone nel limite del continuum, eliminando le sistematicità incontrollate dovute all’effetto cut-off e all’estrapolazione chirale.

Tali risultati non solo avranno un enorme impatto sull’interpretazione dei risultati degli esperimenti in corso, ma forniranno anche previsioni e indicazioni per gli esperimenti futuri.