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分类: BSD

2009-07-11 10:55:29

标度与部分子

来 自SLAC的比约肯(J. D. Bjorken)将不是完全没有问题的流代数方法同卓越的直觉结合起来,推出了标度关系:在转移动量趋于无穷的情况下,x保持固定不变。几个星期后,C. Callan和格罗斯(D. J. Gross)发现了一条附加的渐近关系可以特别用来检验流代数的一个假设:流由自旋1/2的流夸克粒子组成。在SLAC发现标度现象后,紧接着费曼又给出 了一个直觉模型,他说从高能轻子束流看来,核子就像一些点状的粒子;称为部分子。

部分子究竟是什么东西? 最自然的一种猜想是,部分子可能就是夸克,或者至少有一部分是夸克。这种观点被称为夸克-部分子模型。按照夸克-部分子模型,原始的作用是通过夸克-部分 子进行的。比如在高能电子-正电子对撞过程中,首先通过电磁作用产生一对部分子,而后通过强作用发展成为两束强子。根据动量守恒定律,一对部分子应当向两 个相反方向射出去。因此,由这一对部分子发展成的强子将形成明显的向相反方向射出的两束,这叫做喷射或喷注。如果不是通过部分子对这个中间阶段,强子应当 向四面八方飞出,很难设想会形成方向相反的两束。实验上果然发现了这种喷射现象,这对于夸克-部分子模型是一个有力支持。从部分子通过强作用发展形成的强 子束是可见的。

1979年,丁肇中小组发现,当对撞能量高达二三十GeV时,电子-正电子对撞过程中除了两个主强子束外,有时还有一个或两个较小的强子束,呈现三喷注或四喷注现象。这里,小的强子束可能是由胶子发展形成的。

核 子是一个孤立子,其中包含着许多部分子。轻子和核子的深度非弹性散射可以分解成轻子与组成核子的各夸克部分子的弹性碰撞过程;当轻子能量足够高时,每一次 碰撞可以看成是轻子与原子核中的一个核子碰撞,这就是所谓的脉冲近似。在轻子与夸克部分子弹性碰撞以后,该夸克部分子再与其他夸克部分子或袋碰撞,形成许 多终态粒子。

深度非弹性散射的结构函数和强子的内部结构有关,要从强子的结构模型来进行研究。强子由夸克组成,夸克之间存在由胶子传 播的作用,这作用有渐近自由的性质。当光子或中间玻色子的动量很大时,它的波长远小于核子的线度。它对强子的作用,深入强子内部,直接施加于夸克;而夸克 和夸克之间的强作用,由于渐近自由的性质,实际很弱,以致可以忽略不计。这时,轻子对强子的散射过程,就可以归结为轻子对自由夸克的散射过程。
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