Väitös: Ytimien kvarkki- ja gluonisisältö fysikaalisten suureiden avulla (Tevio)

Paras prosessi kvarkkien ja gluonien eli partonien muodostaman rakenteen tutkimiseen on syvä epäelastinen sironta, jossa törmäytetään esimerkiksi elektronisuihku tutkittavaan protoniin tai raskaampaan ytimeen. Jyväskylän yliopiston väitöskirjatyössä Mirja Tevio kehitti teoreettisten ennusteiden tuottamiseen vaihtoehtoista menetelmää, jossa on perinteisiin menetelmiin verrattuna vähemmän mallista riippuvaa teoreettista epävarmuutta. Tulokset ovat myös suoraviivaisemmin verrattavissa kokeellisiin arvoihin.
Mirja Tevio
Mirja Tevion väitöskirjan tarkastustilaisuus pidetään perjantaina 23.5.2025 klo 12.00 ۱ö԰Գٱä salissa FYS1.
Julkaistu
20.5.2025

Syvän epäelastisen sironnan tuloksena on tutkittavan ytimen hajoaminen ja hadronien eli kvarkeista koostuvien hiukkasten syntyminen. Olemassa olevien mallien avulla voidaan päätellä millaisia partonijakaumia ytimen sisällä oli.

- Esimerkiksi Euroopan hiukkasfysiikan tutkimuskeskuksen (CERN) Large Hadron Collider –hiukkaskiihdytinkokeiden (LHC) mittauksien tulkitsemisen kannalta on tärkeää tietää, minkälaisia rakenteita ytimien sisällä on ollut ennen törmäystä, selventää väitöskirjatutkija Mirja Tevio Jyväskylän yliopistosta.

Teoreettisten ennustetarkkuuksien parantaminen

Tavallisesti teoreettiset ennusteet syvän epäelastisen sironnan mittauksille tuotetaan partonijakaumafunktioiden avulla. Nämä ovat kuitenkin mallista riippuvia epäfysikaalisia suureita, joiden arvot saadaan kokeelliseen dataan sovittamalla. Sen sijaan Tevio välttää väitöskirjassaan näiden partonijakaumafunktioiden käyttämistä ja korvaa nämä mitattavilla suureilla.

- Tällä hetkellä Yhdysvaltojen Brookhavenissa rakenteilla olevan noin vuonna 2030 valmistuvan Elektroni–Ioni-törmäyttimen (EIC:n) tavoite on mitata syvää epäelastista sirontaa. Nyt onkin siis erittäin ajankohtaista parantaa teoreettisten ennusteiden tarkkuutta, kertoo Tevio.

Gluoni toimii välittäjähiukkasena vahvassa vuorovaikutuksessa, joka sitoo partonit hadroneiksi. Yhtenä EIC:n tavoitteena on tutkia myös gluonisaturaatiota. Väitöskirjassaan Tevio tuotti myös arvioita, millä mittaustarkkuuksilla gluonisaturaatiota voidaan havaita syvän epäelastisen sironnan mittauksissa.

- Gluonisaturaatiota ei ole vielä suoraan havaittu ja sen havaitseminen vaatii hyvin suuria energioita, tarkentaa Tevio.

Gluonisaturaatiolla tarkoitetaan ilmiötä, missä hyvin suurienergisen ytimen gluonitiheys on saavuttanut teoreettisen rajansa. Tällöin ytimen voidaan ajatella koostuvan pelkästään gluoneista, joiden kokonaismäärä pysyy vakiona.

FM Mirja Tevion väitöskirjan “Partonic structure in a physical basis” tarkastustilaisuus pidetään perjantaina 23.5.2025 klo 12.00 ۱ö԰Գٱä salissa FYS1. Vastaväittäjänä toimii professori Ingo Schienbein (Universite Grenoble Alpes) ja kustoksena professori Tuomas Lappi (Jyväskylän yliopisto). Väitöstilaisuuden kieli on englanti.

äö쾱Ჹ&Բ;“Partonic structure in a physical basis” on luettavissa JYX-julkaisuarkistossa:  

Aiheeseen liittyvä sisältö