Description du projet
La quête des insaisissables boules de glu
Les boules de glu sont des particules exotiques composées entièrement de gluons, soit les particules «collantes» qui assurent la cohésion des particules nucléaires. Bien que leur existence ait été prédite par la théorie de l’interaction forte entre les quarks et les gluons (la chromodynamique quantique) il y a quatre décennies, elles ont jusqu’à présent échappé à toute tentative de confirmation expérimentale. Le projet Glueballs at BESIII, financé par l’UE, envisage de débusquer ces particules exotiques grâce à leurs désintégrations radiatives J/psi sous forme d’une particule vecteur et d’une paire de mésons pseudo-scalaires. Combiner les résultats de ces différents canaux de désintégration au sein d’une analyse couplée de l’amplitude des canaux devrait permettre aux chercheurs d’étudier les composantes des boules de glu des cinq états scalaires reconnus et de se pencher sur l’existence même de la boule de glu.
Objectif
We propose to search for the scalar glueball, an exotic particle consisting entirely of the gauge bosons of the strong interaction, the gluons, using ten billion decays of the charmonium state J/psi recently accumulated with the BESIII experiment.
The existence of glueballs has been predicted by the theory of the strong interaction, quantum chromodynamics (QCD), four decades ago. Yet, to date there has not been experimental evidence. Exploiting the unprecedented statistics of the BESIII experiment in combination with modern day high performance computing, we aim to uncover the glueball in a complex coupled channel amplitude analysis of J/psi decays into final states containing a vector particle and two pseudoscalar mesons. While radiative decays present a favourable, gluon-rich environment, massive vector mesons act as a flavour filter for an intermediate scalar resonance that subsequently decays to the two pseudoscalar mesons. Combining the information from these different decay channels in a coupled channel amplitude analysis will allow us to investigate the glueball components of the five established scalar states and by this the existence of the glueball itself. Our proposed work will, thus, address one of the pressing questions of QCD.
To achieve our goal, we will develop a framework combining state-of-the-art amplitude analysis in K-matrix formalism with high performance computing on graphics processing units and will furthermore strongly collaborate with the Joint Physics Analysis Center hosted at Indiana University.
The knowledge acquired during the outgoing phase, regarding the physics topic of the proposal, advanced aspects of amplitude analysis and a general purpose, high performance computing framework for such studies will be transferred back to Europe during the returning period. It will directly benefit ongoing research efforts at Johannes Gutenberg Universität Mainz as well as upcoming particle physics experiments like PANDA at FAIR hosted in Europe.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Mots‑clés
Programme(s)
Appel à propositions
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MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Coordinateur
55122 Mainz
Allemagne