ГЛУБОКО́ НЕУПРУ́ГИЕ ПРОЦЕ́ССЫ
-
Рубрика: Физика
-
-
Скопировать библиографическую ссылку:
Книжная версия:
Электронная версия:
ГЛУБОКО́ НЕУПРУ́ГИЕ ПРОЦЕ́ССЫ (глубоко неупругое рассеяние), процессы взаимодействия лептонов и адронов при высокой энергии, в которых передача импульса лептоном и суммарная полная энергия вторичных адронов в системе их центра инерции значительно превышают характерную энергию покоя адронов (1 ГэВ; в системе единиц ℏ=1, c=1, ℏ – постоянная Планка, c – скорость света).
Сечение Г. н. п. рассеяния, напр. электронов на протоне, e+p→e′+X (e и e′ – начальный и конечный электроны, p – протон, X – совокупность конечных адронов), характеризуется тремя переменными, в качестве которых можно выбрать: 1) модуль квадрата переданного лептоном (в данном случае электроном) четырёхмерного импульса, Q2; 2) миним. массу мишени (в единицах массы протона), на которой возможно упругое рассеяние с передачей импульса, x=Q2/2m(E−E′), где m – масса протона, E и E′ – энергии начального и конечного электронов; 3) долю потерянной лептоном энергии в системе покоя протона, y=(E−E′)/E.
В 1968 на линейном ускорителе в Станфорде (штат Калифорния) было обнаружено, что структурные функции Г. н. п. рассеяния электронов на протонах, в отличие от формфакторов упругого рассеяния, в области Q2>1 ГэВ2 почти не зависят от Q2, как если бы электрон рассеивался на некотором точечном объекте внутри протона. Это явление было названо скейлингом Бьёркена по имени Дж. Бьёркена, предсказавшего его в 1967. Скейлинг Бьёркена объясняется т. н. партонной моделью, согласно которой нуклон состоит из точечноподобных составляющих – партонов, несущих долю x полного четырёхмерного импульса протона. В квантовой хромодинамике (КХД) в качестве партонов выступают кварки, антикварки и глюоны, которые в области Q2>1 ГэВ2 выглядят почти как свободные (точечные) частицы.
Эксперим. измерения Г. н. п. на нуклонах позволили заключить, что на долю u- и d-кварков приходится ок. 50% полного импульса протона. Остальные 50% несут в осн. глюоны. Эксперименты на поляризованных мишенях показывают, что вклад спинов кварков в спин нуклона составляет всего лишь 20–30%, остальное приходится на долю глюонов и орбитального момента. Расчёты в КХД предсказывают, что с ростом Q2 структурные функции логарифмически уменьшаются в области x>0,1 и логарифмически возрастают в области x<0,1. Такое поведение наблюдается экспериментально.
Г. н. п. рассеяния на атомном ядре представляет собой один из осн. процессов релятивистской ядерной физики. Он даёт «моментальный снимок» кварковой структуры ядра, указывающий на наличие в ядре ненуклонных степеней свободы (пионов, многокварковых флуктонов Блохинцева).