Глубоконеупругое рассеяние электрона на протоне

Можно показать, что имеет место следующее соотношение, называемое основной формулой партонной модели:

F2 (x) = 2x F1 (x) = ∑zi2 x fi (x),

i

где fi (x) − распределение заряженных партонов типа i по доле нуклонного импульса, а zi − заряд

партона в единицах элементарного заряда. Здесь учтено, что сечение электромагнитного взаимодействия пропорционально квадрату заряда частицы.

Под заряженными партонами, подразумеваются кварки и антикварки. Все доли

х должны в сумме давать единицу

∑i′ ∫x fi′(x)dx =1.

Cумма по i′ означает суммирование по всем

партонам, а не только по заряженным, c которыми взаимодействует виртуальный фотон. В эту сумму включены также глюоны, находящиеся внутри нуклона.

Структурная

функция

протона

Интегрирование по х импульсных распределений кварков, извлеченных из опытов по глубоко неупругому рассеянию, позволяет найти долю импульса нуклона, которая приходится на кварки различного типа. Доли импульса нуклона, которые несут валентные и морские u- и d-кварки и антикварки,

εu = 1∫ x [fu (x) + fu (x)]dx ,

0

εd = 1∫ x [fd (x) + fd (x)]dx .

0

Для протона доли импульса u- и d-кварков

εu = 0,36 , εd = 0,18,

что полностью согласуется с его кварковым составом — uud. Остальные морские кварки (s и c) дают очень малый вклад. Доля глюонов в суммарном импульсе протона

εg =1−εu −εd = 0,46.

Структурапротона

В экспериментах по глубоко неупругому рассеянию электронов и нейтрино были определены заряды и спины партонов внутри нуклона.

в которых сосредоточена вся масса нуклона. Размер партонов < 10−17 см.

2.Заряженные партоны имеют характеристики кварков − их спин 1/2, а заряды в единицах е либо +2/3, либо −1/3.

3.Нейтральные партоны, отождествляемые с глюонами, несут около половины внутренней энергии нуклона.

Результаты этих исследований подтверждают, что нуклон это частица, состоящая из трех валентных кварков, виртуальных морских кварков-антикварков и глюонов.

Глубоконеупругоерассеяние

электроновнануклоне

Нобелевская премия по физике

1990 г. — Дж. Фридман, Г. Кендалл и Р. Тейлор

За пионерские исследования глубоконеупругого рассеяния электронов на протонах и связанных нейтронах, существенно важных для разработки кварковой модели в физике частиц.