當前位置:首頁>科技>膠子螺旋度分布,尋找質子自旋組成的新方法
發布時間:2025-09-23閱讀(3)
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幾十年來,了解質子自旋的組成一直是粒子物理學的一個核心問題。夸克是質子的基本組成部分,人們認為它是質子自旋的主要部分。但令科學家們驚訝的是,它們對質子自旋的貢獻很小,只占質子總自旋的30%左右。因此,物理學家一直在探索著質子自旋的其他來源。 強核力是宇宙四大基本力之一,它是將夸克“粘合”在一起以構成其他亞原子粒子(例如質子或中子)的東西。這種強力的表現形式被稱為膠子,它被認為有助于質子的自旋。
膠子,將夸克結合在一起的力載體,攜帶著稱為螺旋度的屬性,本質上描述了它們的自旋。膠子螺旋度分布(Δg)是衡量與質子自旋方向一致的膠子數量與質子自旋反方向的膠子數量之差的指標,它是理解質子自旋結構的關鍵組成部分。因此,確定質子內膠子螺旋度分布對于理解質子自旋至關重要。 最近,發表在《物理評論D》的一篇論文,提出了一種新的方法,將實驗數據與理論計算相結合以獲取Δ,為質子自旋提供了新見解。 傳統上,物理學家依賴于分析來自深度非彈性散射 (DIS) 的實驗數據來提取有關部分子分布函數 (PDF) 的信息,部分子分布函數描述了在給定動量分數下在質子內找到特定類型部分子 (夸克或膠子) 的概率。然而,這些方法很難確定地分離出Δg的貢獻。 格子量子色動力學 (LQCD) 為研究強核力提供了一個強大的理論框架。通過在離散時空格子上模擬這些粒子的相互作用,研究人員可以計算質子的各種性質。該研究引入了Ioffe時間偽分布的概念,它與部分子分布函數的矩相關,并且直接對Δg敏感。這些晶格數據與實驗截面的部分子分布有類似的關系,可以很容易地包括在全局分析中。 該研究采用了一種全局分析技術,將來自各種DIS實驗的大量實驗數據集與格子量子色動力學模擬新納入的Ioffe時間分布相結合。該研究的關鍵重點是中值部分子動量分數 (x) 處的Δg的符號,目前數據并不能明確排除負解。然而,觀察到膠子螺旋度分布和夸克扇區的形狀和大小發生了變化。(www.ws46.com) 格子量子色動力學數據通過Ioffe時間分布的納入對結果產生了重大影響。雖然目前格子量子色動力學模擬的精度水平不能明確地確定Δg的正或負性質,但與僅基于DIS數據的分析相比,它確實導致了提取的膠子和夸克螺旋度分布的實質性修改。 雖然最終確定Δg符號的追求仍在繼續,但該研究為未來LQCD模擬的進步鋪平了道路,并為統一理解質子和其它強子的自旋結構奠定了基礎。這些知識將有助于我們進一步理解強核力和物質的基本性質。 |
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