ПАРТО́НЫ

ПАРТО́НЫ (от лат. pars, род. п. partis – часть), об­щее на­зва­ние со­став­ляю­щих ад­ро­на, про­яв­ляю­щих­ся в про­цес­сах с боль­шой пе­ре­да­чей им­пуль­са (в т. н. жё­ст­ких про­цес­сах). Мо­дель П. пред­ло­же­на Р. Фейн­ма­ном в 1969 для объ­яс­не­ния раз­ли­чия в ха­рак­те­ре по­ве­де­ния се­че­ний вы­со­ко­энер­ге­тич. уп­ру­го­го рас­сея­ния и глу­бо­ко не­уп­ру­го­го рас­сея­ния элек­тро­на на про­то­не на боль­шие уг­лы. Уп­ру­гий про­цесс про­ис­хо­дит как рас­сея­ние на про­тя­жён­ном объ­ек­те, а глу­бо­ко не­уп­ру­гий – как на то­чеч­ном. Фейн­ман объ­яс­нил это раз­ли­чие, пред­по­ло­жив, что про­тон со­сто­ит из то­чеч­ных час­тиц – П., ко­то­рые про­яв­ля­ют­ся во взаи­мо­дей­ст­ви­ях лишь при боль­ших пе­ре­дан­ных им­пуль­сах (т. е. на ма­лых рас­стоя­ни­ях). Даль­ней­шее изу­че­ние пар­тон­ной мо­де­ли ад­ро­нов и со­пос­тав­ле­ние её пред­сказа­ний для жё­ст­ких про­цес­сов с экс­пе­ри­мен­том по­зво­ли­ло ото­жде­ст­вить П. с квар­ка­ми и глюо­на­ми, взаи­мо­дей­ст­вие ко­то­рых опи­сы­ва­ет­ся кван­то­вой хро­мо­динами­кой (КХД).

Со­глас­но квар­ко­вой мо­де­ли, ад­рон со­сто­ит ли­бо из трёх квар­ков, ли­бо из квар­ка и ан­тик­вар­ка. В кван­то­вой тео­рии по­ля из-за эф­фек­та по­ля­ри­за­ции ва­куу­ма ка­ж­дый кварк (ан­тик­варк) ок­ру­жён об­ла­ком вир­ту­аль­ных глюо­нов и кварк-ан­тик­вар­ко­вых пар. Вслед­ст­вие это­го ре­ля­ти­ви­ст­ский ад­рон в мо­де­ли П. пред­став­ля­ет­ся как ко­ге­рент­ная со­во­куп­ность бес­ко­неч­но­го чис­ла квар­ков, ан­тик­вар­ков и глюо­нов. При этом раз­ность чи­сел квар­ков и ан­ти­к­вар­ков ка­ж­до­го ти­па (аро­ма­та), т. е. чис­ло ва­лент­ных квар­ков, ко­неч­на и оп­ре­де­ля­ет ад­ди­тив­ные кван­то­вые чис­ла ад­ро­на (элек­трич. за­ряд, стран­ность, ба­ри­он­ное чис­ло и т. д.). Так, про­тон со­дер­жит два ва­лент­ных u-квар­ка, один ва­лент­ный d-кварк, а так­же «мо­ре» кварк-ан­тик­вар­ко­вых пар (т. н. мор­ских квар­ков и ан­тик­вар­ков) и глюо­нов.

Ка­ж­дый на­чаль­ный ад­рон уча­ст­ву­ет в ре­ак­ци­ях не как еди­ное це­лое, а лишь од­ним, ак­тив­ным П., не­су­щим [при­бли­жён­но, с точ­но­стью до M²/Q², где М – мас­са ад­ро­на, Q²≫М² – квад­рат ха­рак­тер­ной пе­ре­да­чи че­ты­рёх­мер­но­го им­пуль­са (4-им­пуль­са) в жё­ст­ком про­цес­се] не­ко­то­рую до­лю х про­доль­но­го 4-им­пуль­са р ад­ро­на (ис­поль­зу­ет­ся сис­те­ма еди­ниц, в ко­то­рой $\hbar$=с=1, $\hbar$ – по­сто­ян­ная План­ка, с – ско­рость све­та). Т. о., 4-им­пульс пар­то­на 𝑘=хр+𝑘_t, где 𝑘_t – по­пе­реч­ная со­став­ляю­щая 4-им­пуль­са П. Плот­ность чис­ла П. сор­та а в ад­ро­не А на­зы­ва­ет­ся функ­ци­ей рас­пре­де­ле­ния f_а/А(х). Ак­тив­ные (рас­се­ян­ные) П. и пас­сив­ные П. (не при­няв­шие уча­стия во взаи­мо­дей­ст­вии, «ос­тат­ки» на­чаль­ных ад­ро­нов) пре­вра­ща­ют­ся в ад­рон­ные струи, имею­щие те же им­пульс, ср. элек­трич. за­ряд, ба­ри­он­ное чис­ло и др. со­хра­няю­щие­ся кван­то­вые чис­ла (за ис­клю­че­ни­ем цве­та), что и по­ро­див­ший их П. (или ос­та­ток ад­ро­на).

Пар­тон­ная мо­дель ис­поль­зу­ет­ся при изу­че­нии жё­ст­ких про­цес­сов, та­ких как глу­бо­ко не­уп­ру­гие про­цес­сы рас­сея­ния элек­тро­на на про­то­не, про­цес­сы ро­ж­де­ния пáры мюо­нов с боль­шой от­но­сит. энер­ги­ей в ад­рон-ад­рон­ных столк­но­ве­ни­ях, для фе­но­ме­но­ло­гич. опи­са­ния ин­к­лю­зив­ных се­че­ний ро­ж­де­ния ме­зо­нов с боль­ши­ми по­пе­реч­ны­ми им­пуль­са­ми, во мно­же­ст­вен­ных про­цес­сах (см. Мно­же­ст­вен­ное ро­ж­де­ние час­тиц).

Мо­дель П. для жё­ст­ких про­цес­сов тео­ре­ти­че­ски обос­но­ва­на и уточ­не­на в КХД, где она яв­ля­ет­ся след­ст­ви­ем свой­ст­ва фак­то­ри­за­ции се­че­ний жё­ст­ких про­цес­сов, т. е. раз­де­ле­ния их на под­про­цес­сы с П. с боль­шой пе­ре­да­чей им­пуль­са, на «мяг­кие» ос­тат­ки П. в ис­ход­ных ад­ро­нах и фраг­мен­та­цию (пре­вра­ще­ние) рас­се­ян­ных П. в ко­неч­ные ад­ро­ны. Уточ­не­ния пар­тон­ной мо­де­ли при­во­дят к сла­бой (ло­га­риф­ми­че­ской) за­ви­си­мо­сти функ­ций рас­пре­де­ле­ний и фраг­мен­та­ции от Q² и к от­ка­зу от то­чеч­но­сти П., т. е. к учё­ту не­уп­ру­гих под­про­цес­сов и ра­диа­ци­он­ных по­пра­вок по тео­рии воз­му­ще­ний КХД.