La partícula dispersante solo ve los partones de valencia. A energías más altas, las partículas dispersantes también detectan los partones marinos.
Cualquier hadrón (por ejemplo, un protón ) puede considerarse como una composición de una serie de constituyentes puntuales, denominados "partones".
Partículas componentes
De la misma manera que las cargas eléctricas aceleradas emiten radiación QED (fotones), los partones coloreados acelerados emitirán radiación QCD en forma de gluones. A diferencia de los fotones sin carga, los gluones portan cargas de color y, por lo tanto, pueden emitir más radiación, lo que da lugar a lluvias de partones. [5] [6] [7]
Marco de referencia
El hadrón se define en un marco de referencia en el que tiene un momento infinito, una aproximación válida a altas energías. Por lo tanto, el movimiento de los partones se ralentiza por la dilatación del tiempo y la distribución de carga de los hadrones está contraída por Lorentz , por lo que las partículas entrantes se dispersarán "instantáneamente e incoherentemente". [ cita requerida ]
Los partones se definen con respecto a una escala física (como se prueba por la inversa de la transferencia de momento). [ aclaración necesaria ] Por ejemplo, un partón de quark en una escala de longitud puede resultar ser una superposición de un estado de partón de quark con un estado de partón de quark y un estado de partón de gluón junto con otros estados con más partones en una escala de longitud menor. De manera similar, un partón de gluón en una escala puede resolverse en una superposición de un estado de partón de gluón, un estado de partón de gluón y partones de quark-antiquark y otros estados multipartón. Debido a esto, el número de partones en un hadrón en realidad aumenta con la transferencia de momento. [8] A bajas energías (es decir, grandes escalas de longitud), un barión contiene tres partones de valencia (quarks) y un mesón contiene dos partones de valencia (un quark y un partón de antiquark). Sin embargo, a energías más altas, las observaciones muestran partones de mar (partones de no valencia) además de partones de valencia. [9]
Funciones de distribución de Parton
Funciones de distribución de partones del CTEQ6 en el esquema de renormalización MS y Q = 2 GeV para los quarks gluones (rojo), up (verde), down (azul) y strange (violeta). Se representa gráficamente el producto de la fracción de momento longitudinal x y las funciones de distribución f en función de x .
Una función de distribución de partones (PDF) dentro de la llamada factorización colineal se define como la densidad de probabilidad para encontrar una partícula con una cierta fracción de momento longitudinal x en la escala de resolución Q 2 . Debido a la naturaleza no perturbativa inherente de los partones que no se pueden observar como partículas libres, las densidades de partones no se pueden calcular utilizando QCD perturbativa. Sin embargo, dentro de la QCD se puede estudiar la variación de la densidad de partones con la escala de resolución proporcionada por una sonda externa. Dicha escala es proporcionada por ejemplo por un fotón virtual con virtualidad Q 2 o por un jet . La escala se puede calcular a partir de la energía y el momento del fotón virtual o jet; cuanto mayor sea el momento y la energía, menor será la escala de resolución; esto es una consecuencia del principio de incertidumbre de Heisenberg . Se ha encontrado que la variación de la densidad de partones con la escala de resolución concuerda bien con el experimento; [10] esta es una prueba importante de la QCD.
Las funciones de distribución de Parton se obtienen ajustando los observables a los datos experimentales; no se pueden calcular utilizando QCD perturbativo. Recientemente, se ha descubierto que se pueden calcular directamente en QCD reticular utilizando la teoría de campos efectivos de gran momento. [11] [12]
Existen funciones de distribución de partones determinadas experimentalmente en varios grupos de todo el mundo. Los principales conjuntos de datos no polarizados son:
ABM Archivado el 19 de enero de 2022 en Wayback Machine por S. Alekhin, J. Bluemlein, S. Moch
La biblioteca LHAPDF [13] proporciona una interfaz Fortran / C++ unificada y fácil de usar para todos los principales conjuntos PDF.
Las distribuciones generalizadas de partones (GPD) son un enfoque más reciente para comprender mejor la estructura de los hadrones al representar las distribuciones de partones como funciones de más variables, como el momento transversal y el espín del partón. [14] Se pueden usar para estudiar la estructura de espín del protón, en particular, la regla de la suma Ji relaciona la integral de las GPD con el momento angular transportado por quarks y gluones. [15] Los primeros nombres incluían distribuciones de partones "no directas", "no diagonales" o "sesgadas". Se accede a ellas a través de una nueva clase de procesos exclusivos para los que se detectan todas las partículas en el estado final, como la dispersión Compton profundamente virtual. [16] Las funciones de distribución de partones ordinarias se recuperan fijando en cero (límite directo) las variables adicionales en las distribuciones generalizadas de partones. Otras reglas muestran que el factor de forma eléctrico , el factor de forma magnético o incluso los factores de forma asociados al tensor de energía-momento también se incluyen en las GPD. También se puede obtener una imagen tridimensional completa de los partones dentro de los hadrones a partir de GPD. [17]
La escala en la que se asignan los partones a la hadronización está determinada por el programa de Monte Carlo de Shower. Las opciones más comunes de Monte Carlo de Shower son PYTHIA y HERWIG. [19] [20]
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Lectura adicional
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Enlaces externos
Feltesse, Joël (2010). "Introducción a las funciones de distribución de Parton". Scholarpedia . 5 (11): 10160. Bibcode :2010SchpJ...510160F. doi : 10.4249/scholarpedia.10160 . ISSN 1941-6016.
Física de generadores de eventos (http://www.hep.phy.cam.ac.uk/theory/webber/MCnet/MClecture2.pdf)
"Introducción a la QCD". people.phys.ethz.ch . Consultado el 4 de agosto de 2022 .