QCD - Old Challenges and New Opportunities

Die Theorie der starken Wechselwirkung zwischen den Quarks, den Bausteinen, aus denen Protonen, Neutronen und Atomkerne aufgebaut sind, ist die Quanten-Chromodynamik (QCD). Diese Theorie ist als nicht-Abelsche Eichtheorie mit einer zugrunde liegenden SU(3)-Farbsymmetrie der wechselwirkenden Quarks und Gluonen, der Austauschbosonen der QCD, formuliert. Der Freiheitsgrad der Farbladung führt zu Selbstkopplung von Gluonen und zu den zwei charakteristischen Eigenschaften der QCD, Confinement und asymptotische Freiheit. Die theoretische Beschreibung von QCD-Prozessen auf einer harten Skala, das heißt bei großen Impulsüberträgen, beruht auf einer störungstheoretischen Entwicklung nach der starken Kopplungskonstanten. Bei QCD-Prozessen mit kleinen Impulsüberträgen ist die Konvergenz dieser störungstheoretischen Behandlung nicht mehr gegeben, und effektive hadronische Freiheitsgrade werden deshalb zur Beschreibung von QCD-Prozessen in diesem nicht-perturbativen Bereich verwendet.

Bei dieser Physikschule, die vom 24. – 30. September im Physikzentrum Bad Honnef stattfand, fassten einführende Vorlesungen das gegenwärtige Verständnis der Struktur des Protons innerhalb der QCD zusammen und vermittelten den Teilnehmern das Rüstzeug zum Verständnis der folgenden Vorlesungen. Diese stellten viele Aspekte des nicht-perturbativen Bereichs der QCD vor, z.B. den Schwinger-Dyson-Ansatz, die chirale Dynamik, das Tensor-Pomeron-Modell zum Verständnis der Spin-Struktur des Pomerons sowie die Formulierung der QCD als Gittereichtheorie. Übersichtsvorträge behandelten die Experimente zur QCD bei HERA (DESY), am TEVATRON (Fermilab) sowie am RHIC (Brookhaven). Sprecher der ALICE-, ATLAS-, CMS-, LHCb- und TOTEM-Kollaborationen am LHC präsentierten den Stand der Analysen von QCD-Prozessen.

Vorträge der Teilnehmer sowie Posterbeiträge mit eigenen Resultaten ergänzten dieses Programm. Eine Wanderung rundete das wissenschaftliche Programm ab und gab Gelegenheit für vielfältige Diskussionen. Weitere Möglichkeiten für anregende Diskussionen gab es für die 82 Teilnehmer aus 24 Ländern im Lichtenberg-Keller des Physikzentrums.

Prof. Antoni Szczurek, Institute of Nuclear Physics PAN und Universität Krakau, Polen

Dr. Rainer Schicker, Universität Heidelberg