Budowany w Stanach Zjednoczonych Zderzacz Elektronów z Jonami (Electron Ion Collider, EIC) będzie ośrodkiem badawczym nowej generacji w dziedzinie fizyki jądrowej i cząstek elementarnych. Pozwoli on na badanie trójwymiarowej struktury nukleonu poprzez tzw. procesy ekskluzywne. Dr hab. Jakub Wagner, prof. NCBJ stanie na czele polskiego zespołu, który w ramach projektu NCN EAGER IMPRESS-U zbada zjawiska kluczowe dla amerykańskiego akceleratora.

Electron Ion Collider, który powstanie w Brookhaven National Laboratory (BNL) umożliwi zderzanie wysokoenergetycznych cząstek, w szczególności elektronów i protonów. Podczas tych zderzeń mogą zachodzić tzw. procesy ekskluzywnej produkcji cząstek, takich jak fotony czy mezony. Badanie procesów ich powstawania, a także rozpadów na dalsze cząstki dostarcza informacji o trójwymiarowej strukturze nukleonu. Projekt „EAGER IMPRESS-U: Badanie trójwymiarowej struktury nukleonów poprzez procesy ekskluzywne w EIC” skoncentruje się szczególnie na procesach rozpraszania komptonowskiego i procesie produkcji mezonu J/ψ rozpadającego się na parę leptonów. W ramach trójstronnej współpracy, w której polską grupą kieruje dr hab. Jakub Wagner, prof. NCBJ z Zakładu Fizyki Teoretycznej, naukowcy przeprowadzą szczegółowe badania procesów ekskluzywnych.

- Planowana budowa zderzacza EIC w USA bezpośrednio wiąże się z tematyką moich badań. W szczególności, jak ze skomplikowanych oddziaływań kwarków i gluonów wynikają własności protonu oraz jaka jest jego trójwymiarowa budowa. Można to porównać do swoistej „tomografii protonu”, w której staramy się zajrzeć do jego wnętrza. Dokładna analiza przyszłych wyników EIC wymaga jednak uwzględnienia poprawek kwantowych w oddziaływaniach elektromagnetycznych, a program IMPRESS-U umożliwia połączenie doświadczenia grupy z NCBJ w opisie procesów ekskluzywnych z dorobkiem partnerów amerykańskich i ukraińskich w obliczaniu takich poprawek – wyjaśnia dr hab. Jakub Wagner. 

Projekt zakłada obliczenia podstawowych procesów, wraz z elektromagnetycznymi poprawkami radiacyjnymi, a także przeprowadzenie symulacji komputerowych dla przyszłych pomiarów. W wyniku badań powstaną podstawy teoretyczne i narzędzia, które umożliwią analizę danych ze zderzeń w EIC. Częścią działań będzie także kształcenie naukowców na wczesnym etapie kariery. W ramach projektu odbędą się międzynarodowe warsztaty, które umożliwią tworzenie nowych sieci naukowych i współpracy skoncentrowanej na programie badawczym Zderzacza Elektronów z Jonami. 

Projekt "EAGER IMPRESS-U: Badanie trójwymiarowej struktury nukleonów poprzez procesy ekskluzywne w EIC” jest finansowany w ramach konkursu Narodowego Centrum Nauki IMPRESS-U: International Multilateral Partnerships for Resilient Education and Science System in Ukraine.