Глубоконеупругое рассеяние электрона на протоне
Схематический спектр электронов с энергией Е ≈ 10 ГэВ,
рассеянных на нуклоне
Глубоконеупругое рассеяние электрона на протоне
Сечение неупругого рассеяния, соответствующее возбуждению отдельных резонансов, показывает, что угловые распределения для низколежащих нуклонных резонансов имеют вид подобный угловым распределениям упругого рассеяния электронов на протоне. Это свидетельствует о том, что нуклонные резонансы (низколежащие возбужденные состояния протона) имеют такую же пространственную структуру как и протон.
Непрерывная часть спектра соответствует большим передачам энергии от электрона протону. При таких передачах электрон "чувствует" отдельные детали внутренней структуры протона. Величина W2 = E2 – (pc)2 представляет собой полную энергию образовавшихся адронов в системе их цента масс. Угловые распределения в случае W = 2, 3, 3.5 ГэВ не зависят от q2. Рассеяние в этом случае происходит так, как будто оно происходит на точечных объектах, находящихся внутри протона. Это свидетельствует о том, что протон не является "элементарным объектом, а состоит из каких-то составляющих его частиц. Эти составные части протона были названы партонами.
Глубоконеупругое рассеяние электрона на протоне
Зависимость двойного дифференциального сечения рассеяния электрона на протоне, отнесенного к моттовскому сечению, от
квадрата переданного четырёх-импульса −q2 =Q2 при различных
значениях инвариантной массы W образующейся системы.
Глубоконеупругое рассеяние электрона на протоне
Для анализа глубоко неупругого процесса удобно использовать введенную Дж. Бьёркеном Лоренцинвариантную безразмерную переменную
x = 2QPq2 = 2QМ2ν .
Переменную Х
переменной.
Величина х является мерой неупругости процесса. Для упругого рассеяния W = M
2Mv −Q2 = 0, |
что даёт х = 1. |
|
|
||
Для неупругого рассеяния W > M |
|
|
|
|
|
2Mv −Q2 |
> 0, |
что даёт |
0 < х < 1. |
||
Используя бьёркеновскую |
переменную x, две имеющие |
||||
размерность структурные |
функции |
W (Q2 ,ν) и |
W |
(Q2 ,ν) |
|
|
|
|
1 |
2 |
|
заменяют на две безразмерные структурные функции:
F1 (x,Q2 ) = Mc2W1 (Q2 ,v)
F2 (x,Q2 ) = v W2 (Q2 ,v)
Извлеченные из экспериментальных сечений электроннуклонного рассеяния в области непрерывного спектра F1(x,Q2 ) и F2 (x,Q2 ) при фиксированном х либо очень слабо
зависят от Q2 , либо при больших х не зависят от Q2 . Независимость структурных функций от Q2 означает, что
рассеяние электронов происходит на точечном заряде. Так как нуклоны − протяженные объекты, то это означает, что
нуклоны состоят из точечноподобных конституэнтов