Projektbeschreibung
Streuungsamplituden geben Aufschluss über Neutronensterne
Quarks gibt es in sechs „Geschmacksrichtungen“, einschließlich der „seltsamen“. Drei Quarks, die durch die starke Kraft miteinander verbunden sind, bilden Baryonen, eine Art von Hadronen, zu denen Protonen und Neutronen gehören. Die starke Kraft bindet auch Hadronen in Kernen. Das Vorhandensein seltsamer Quarks verändert die Eigenschaften von Atomkernen und Kernmaterie und wirkt sich dadurch auf die Masse und den Radius von Neutronensternen aus. Ohne ein Verständnis der Baryonen, die seltsame Quarks enthalten (eine Unterklasse der Baryonen, die Hyperonen genannt werden), können die Forschenden keine quantitativen Vorhersagen über die Massen und Radien von Neutronensternen machen. Im vom Europäischen Forschungsrat finanzierten Projekt StrangeScatt sollen diese Frage geklärt werden, indem die Amplituden der Zwei- und Drei-Hadronen-Streuung zwischen Nukleonen (Protonen oder Neutronen) und Hyperonen direkt aus der Theorie berechnet werden, die die durch die starke Kraft vermittelten Wechselwirkungen beschreibt.
Ziel
StrangeScatt will assess the role of strange quarks in nuclear physics by performing first-principles computations of scattering amplitudes to study interactions between hadrons with strange quarks. The presence of strange quarks alters the properties of atomic nuclei and nuclear matter. For instance, the relationship between the mass and radius of neutron stars depends on the dynamics of strange quarks produced in their core. However, quantitative predictions of neutron star masses and radii are complicated by our ignorance of the fundamental interactions of baryons with strange quarks (hyperons). Such predictions are timely given the advent of dedicated neutron star observatories, multi-messenger astronomy, and earth-based experiments involving baryon resonances and nuclear matter.
Nuclear interactions are rooted in QCD, the fundamental force which binds quarks inside hadrons and hadrons inside nuclei. The bridge between few-body and many-body dynamics is made systematically with effective theories of the strong nuclear force, which require as input few-hadron scattering amplitudes as well as their quark-mass dependence. This project will compute two- and three-hadron scattering amplitudes between nucleons and hyperons directly from QCD using high-performance computer simulations on a space-time lattice.
Lattice QCD computations of scattering amplitudes have improved markedly thanks to algorithms developed by the PI, so that accurate and precise first-principles computations of are finally within reach. The unique ability of lattice computations to vary the up, down, and strange quark masses near their physical values is necessary for fully predictive effective theories. The PI's experience in lattice QCD computations of scattering amplitudes makes him ideally suited for StrangeScatt, which supports ground-based experiments and astrophysical observations by probing the role of strangeness in hadron interactions, nuclei, and nuclear matter.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Thema/Themen
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
(öffnet in neuem Fenster) ERC-2022-COG
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