Hadron structure from lattice quantum chromodynamics

In diesem Report werden Grundlagen und Ergebnisse von Untersuchungen der Hadronstruktur im Rahmen der Gitter-QCD besprochen. Der Fokus liegt dabei auf dem Beitrag von Gitterstudien zu unserem Verständnis zahlreicher fundamentaler physikalischer Fragestellungen, zum Beispiel nach dem Ursprung und der Verteilung der Ladung, der Magnetisierung, dem Impuls und Spin von Hadronen. Einer Einführung in die wichtigsten Hadronstruktur-Observablen und deren Bedeutung schließt sich eine Zusammenfassung der grundlegenden Techniken und Methoden zu deren Berechnung in der Gitter-QCD an. Der Status von Rechnungen in der chiralen Störungstheorie, die für eine kontrollierte Extrapolation der Gitterresultate zum physikalischen Punkt von großer Bedeutung sind, wird kompakt dargestellt. Der Hauptteil der Arbeit beinhaltet eine kritische Würdigung bisheriger Gitter-QCD Ergebnisse zu hadronischen Formfaktoren, Momenten von (generalisierten) Partonverteilungen und Verteilungsamplituden sowie weiteren Hadronstruktur-Observablen. Vergleiche mit Ergebnissen aus Experiment und Phänomenologie werden unter Berücksichtigung von systematischen Unsicherheiten der Gitterrechnungen durchgeführt. Die großen Fortschritte, die in den letzten Jahren im Rahmen von dynamischen Rechnungen erzielt wurden, erlauben einen optimistischen Ausblick in die Zukunft von Hadronstrukturuntersuchungen auf dem Gitter.