“Mapping the internal structure of hadrons through color and spin effects”
Tom van Daal, promovendus aan het Nikhef, verdedigt zijn proefschrift donderdag 13 december 2018 aan de Rijksuniversiteit Groningen.
Aanvankelijk werd gedacht dat het proton niet deelbaar is in kleinere deeltjes. Uit botsingsexperimenten volgt echter dat het bestaat uit een ‘soep’ van ontelbaar veel ‘gekleurde’ elementaire deeltjes zoals quarks en gluonen die bijeengehouden worden door de sterke kernkracht. De deeltjes in het proton worden ook wel partonen genoemd en hun verdeling wordt beschreven door partondistributiefuncties (PDFs). Deze functies kunnen niet worden uitgerekend en moeten daarom worden gehaald uit metingen aan botsingsexperimenten. Meer kennis van PDFs leert ons meer over wat er zich precies afspeelt in protonen en stelt ons in staat om bijvoorbeeld botsingen tussen protonen in de Large Hadron Collider (LHC) nauwkeuriger te kunnen beschrijven.
In dit proefschrift hebben we grootheden bestudeerd die afhangen van verschillende typen PDFs. We hebben onderzoek verricht naar een specifieke PDF, de Boer-Mulders functie, die correlaties beschrijft tussen de spin en de transversale impuls van quarks in het proton en aanleiding geeft tot een heel specifieke asymmetrie in de richting waarin deeltjes geproduceerd worden. Met een zorgvuldige analyse is aangetoond dat, in tegenstelling tot eerdere verwachtingen, deze PDF geen last heeft van quantumeffecten samenhangend met kleurverstrengeling. Verder hebben we verschillende nieuwe gluon PDFs geïntroduceerd die interessante informatie bevatten over het gedrag van gluonen. De beschrijving van de gluoninhoud van deeltjes zoals protonen blijkt enorm te versimpelen in bepaalde botsingen bij zeer hoge energieën. Tot slot hebben we afgeleid hoe bepaalde asymmetrieën die zijn waargenomen in botsingen tussen protonen en loodkernen bij de LHC gerelateerd kunnen worden aan quantumcorrelaties tussen gluonen.
Mapping the internal structure of hadrons through color and spin effects (pdf)
De promotie vindt plaats om 12.45 in het Academiegebouw van de Rijksuniversiteit Groningen, Broerstraat 5, Groningen.
Promotoren: Prof. dr. D. Boer en Prof. dr. P.J.G. Mulders
contact: Tom van Daal
