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Hermes León Vargas

• According to the standard model of particle physics, the most fundamental building blocks of the known matter are quarks and leptons, while the interactions between these fundamental objects is mediated through bosons. On one hand the leptons can exist in nature as individual particles, while on the other hand quarks appear always as bound states called hadrons. The knowledge that hadrons are built from more fundamental particles dates back to the second half of the 20th century when the work by Gell-Mann and Zweig led to the development of the quark model. The experimental proof that the hadrons are bound objects composed of more elementary particles was done through the study of deep inelastic scattering of electrons off protons. These experiments were done in a similar fashion to the studies of the atomic model led by Rutherford at the beginning of the 20th century. Further experimental analysis led to the conclusion that a large fraction of the proton momentum is not carried alone by the quarks, but by the bosons that mediate the strong interaction called gluons. The cleanest experimental signature for the existence of the gluons came from electron-positron annihilation experiments, where a quark-antiquark pair is created and one of the quarks radiates a hard gluon. Due to confinement neither the quarks nor the gluon can be observed directly, but are measured experimentally as three collimated showers of particles named jets. Since the ground breaking experiments performed at DESY, jets have provided a tool to study the properties of quarks and gluons...
• Im Standardmodell der Teilchenphysik sind die fundamentalen Bausteine der bekannten Materie Quarks und Leptonen, die Wechselwirkungen zwischen diesen fundamentalen Bausteinen werden durch Austausch der Bosonen beschrieben. Leptonen können als freie Teilchen in der Natur vorkommen, wohingegen Quarks nur in gebundenen Zuständen als sogenannte Hadronen existieren. Das Wissen, dass Hadronen aus fundamentaleren Bestandteilen aufgebaut sind, geht zurück auf die Arbeit von Gell-Mann und Zweig in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts, die zur Postulierung des Quarks führte. Der erste experimentelle Beweis, dass Hadronen gebundene Zustände von fundamentalen Objekten sind, wurde in tief-inelastischen Stößen von Elektronen an Protonen erbracht. Diese Experimente wurden in ähnlicher Weise durchgeführt wie die Studien von Rutherford zu Beginn des 20. Jahrhunderts, mit denen das Atommodell untersucht wurde. Weitere Analysen führten zu dem Schluß, dass ein Großteil des Impulses eines Protons nicht von den Quarks, sondern von Gluonen, den Bosonen der starken Wechselwirkung, getragen werden. Der eindeutigste Beweis für die Existenz von Gluonen wurde in Elektron-Positron-Annihilationen gemessen, in denen ein Quark-Antiquark-Paar erzeugt wird und eines der beiden ein hartes Gluon abstrahlt. Wegen des Confinement können weder das Gluon noch die Quarks direkt beobachtet werden, aber experimentell können drei gerichtete Teilchenbündel, sogenannte Jets, nachgewiesen werden. Seit den ersten Experimenten dieser Art am DESY sind Jets ein Werkzeug, mit dem die Eigenschaften von Quarks und Gluonen untersucht werden können...