Cualquier hadrón (por ejemplo, un protón ) puede considerarse como una composición de varios constituyentes puntuales, denominados "partones".
Partículas componentes
Así como las cargas eléctricas aceleradas emiten radiación QED (fotones), las partones coloreadas aceleradas emitirán radiación QCD en forma de gluones. A diferencia de los fotones sin carga, los propios gluones llevan cargas de color y, por lo tanto, pueden emitir más radiación, lo que provoca lluvias de partones. [5] [6] [7]
Marco de referencia
El hadrón se define en un marco de referencia en el que tiene un impulso 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 en forma de Lorentz , por lo que las partículas entrantes se dispersarán "instantánea e incoherentemente". [ cita necesaria ]
Los partones se definen con respecto a una escala física (como lo demuestra la inversa de la transferencia de impulso). [ se necesita aclaración ] 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 más pequeña. 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 un estado de partón de quark-antiquark y otros estados multipartón. Debido a esto, el número de partones en un hadrón en realidad aumenta con la transferencia de impulso. [8] A bajas energías (es decir, escalas de longitud grande), un barión contiene tres partones de valencia (quarks) y un mesón contiene dos partones de valencia (un quark y un partón antiquark). Sin embargo, a energías más altas, las observaciones muestran partones marinos (partones no valencianos) además de partones valencianos. [9]
Funciones de distribución de partones.
Una función de distribución de Parton (PDF) dentro de la llamada factorización colineal se define como la densidad de probabilidad de encontrar una partícula con una determinada fracción de momento longitudinal x en la escala de resolución Q 2 . Debido a la naturaleza inherente no perturbativa de los partones que no pueden observarse como partículas libres, las densidades de los partones no se pueden calcular utilizando QCD perturbativa. Sin embargo, dentro del QCD se puede estudiar la variación de la densidad de partones con una escala de resolución proporcionada por una sonda externa. Esta escala la proporciona, por ejemplo, un fotón virtual de virtualidad Q2 o un chorro . La escala se puede calcular a partir de la energía y el impulso del fotón o chorro virtual; cuanto mayores son el impulso y la energía, menor es la escala de resolución; esto es una consecuencia del principio de incertidumbre de Heisenberg . Se ha descubierto que la variación de la densidad del partón con la escala de resolución concuerda bien con el experimento; [10] esta es una prueba importante de QCD.
Las funciones de distribución de Parton se obtienen ajustando observables a datos experimentales; no se pueden calcular utilizando QCD perturbativa. Recientemente, se ha descubierto que se pueden calcular directamente en QCD de red utilizando la teoría de campos efectivos de gran momento. [11] [12]
Las funciones de distribución de partones determinadas experimentalmente están disponibles en varios grupos en 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 de PDF.
Las distribuciones de partón generalizadas (GPD) son un enfoque más reciente para comprender mejor la estructura de los hadrones al representar las distribuciones de partón como funciones de más variables, como el momento transversal y el giro del partón. [14] Se pueden utilizar para estudiar la estructura de espín del protón; en particular, la regla de la suma de Ji relaciona la integral de los 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 ellos a través de una nueva clase de procesos exclusivos para los cuales todas las partículas se detectan en el estado final, como la dispersión Compton profundamente virtual. [16] Las funciones de distribución de parton ordinarias se recuperan estableciendo en cero (límite directo) las variables adicionales en las distribuciones de parton generalizadas. 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 están incluidos en los GPD. También se puede obtener una imagen tridimensional completa de los partones dentro de los hadrones a partir de GPD. [17]
La escala a la que se dan partones para la hadronización está fijada por el programa Shower Monte Carlo. Las opciones habituales de Shower Monte Carlo 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. Código bibliográfico : 2010SchpJ...510160F. doi : 10.4249/scholarpedia.10160 . ISSN 1941-6016.
Física del generador 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 .