Die wichtigste Aufgabe der theoretischen Schwerionenphysik ist von unserem Standpunkt aus, die experimentellen Observablen mit den grundlegenden physikalischen Prozessen und der mikroskopischen Struktur der verschiedenen Phasen der stark wechselwirkenden Materie zu verknüpfen. Modelrechnungen und Vorhersagen müssen mit Daten verglichen werden, was für Rückschlüsse auf die der beobachteten spektralen Modifikation zugrundeliegenden Mechanismen unverzichtbar ist. Die vorgeschlagenen Observablen müssen in realistischen Event-Generatoren implemnentiert werden, und die Empfindlichkeit der jeweiligen Experimente muss durch Monte-Carlo-Simulationen bewertet werden.
Eine direkte Konsequenz der spontan gebrochenen chiralen Symmetrie im Vakuum ist die Aufhebung der spektralen Entartung der Hadronen gegensätzlicher Parität. Es ist eine strikte Vorhersage der QCD, dass diese Entartung erneut auftritt, wenn die chirale Symmetrie wiederhergestellt wird. Spektralfunktionen können durch verschiedene Ansätze berechnet werden, zum Beispiel durch Vielteilchen-Rechnungen, mithilfe der funktionalen Renormierungsgruppe oder durch chirales Mischen in einem chiralen Mean-Field-Modell. Mit diesen Spektralfunktionen können wir elektromagnetische Raten berechnen, die mit den Anforderungen der chiralen Symmetrie konsistent sind und somit einen direkten Aufschluss über die Entwicklung des Quark-Kondensats mit der Temperatur und dem chemischen Potential erlauben. Das beinhaltet auch mögliche chirale Phasenübergänge und kritische Punkte. Um experimentelle Daten im gesamten Phasendiagram der QCD-Materie vorherzusagen, benutzen wir transporttheoretische und hydrodynamische Beschreibungen, um Schwerionenkollisionen realistisch zu simulieren.
Da Spektralfunktionen bei verschiedenen Werten für chemische Potentiale und Temperaturen schwer in mikroskopische Transportansätze einzubauen sind, wurde ein Grobkörnungsansatz vorgeschlagen. Diese Methode erlaubt es, thermodynamische Variablen wie die Temperatur und Baryonendichte durch eine Zustandsgleichung in einem lokalen Raumzeitvolumen des Feuerballs zu bestimmen. Die chemischen Potentiale und Temperaturen werden lokal im Raumzeitvolumen einer Kollisionen in Zellen berechnet, um die lokale Dileptonenemission zu bestimmen. Dabei werden Spektralfunktionen aus verschiedenen Berechnungsansätzen genutzt.
Es wurde gezeigt, dass das statistische Hadronisierungsmodell die Teilchenerzeugung beim Ausfrieren dann hervorragend beschreibt, wenn ein Quark-Gluon-Plasma erzeugt wurde. Dies ist bei Schwerionenkollisionen wie auch Kollisionen mit Hadronen am LHC, RHIC und SPS der Fall. Allerdings ist vollkommen unklar, ob die Teilchen, die bei Kollisionsenergien von wenigen GeV entstehen, als Produkte eines thermalisierten hadronischen Mediums verstanden werden können. Um solche Phänomene zu studieren, wurde THERMINATOR entwickelt. THERMINATOR ist ein Monte-Carlo-Event-Generator, der der Erforschung der statistischen Produktion von Teilchen in Schwerionenkollisionen dient. Indem die passende Geometrie und die Ausdehnungsdynamik eines Feuerballs in THERMINATOR verwendet werden, möchten wir nicht nur die Anzahl der Teilchen, sondern auch Teilchenkorrelationen und ihre Spektren beschreiben, wie sie an verschiedenen laufenden und zukünftigen Einrichtungen gemessen werden.
