新的理论贡献有助于检查质子的内部旋转

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对于研究质子内部结构的科学家来说,一个重要问题是夸克在旋转与其运动方向垂直的质子中如何分布。这种质子的大部分物理现象都是通过夸克的西弗斯函数来描述的。该函数显示在质子速度和质子旋转(自旋)轴方向创建的平面上,质子中向右移动的夸克是否多于向左移动的夸克。科学家们发现了对携带一小部分质子动量的夸克的西弗斯函数的新理论贡献。

影响

携带一小部分质子动量的夸克在高能碰撞中很重要。即将推出的电子离子对撞机(EIC)将使电子与高能质子碰撞,并测量此类夸克的西弗斯函数。这项工作将导致对未来EIC测量的预测。科学家可以通过实验检验这一预测,以评估质子结构的理论。科学家们还可以将新结果与不同研究人员小组的早期理论工作进行比较,这些研究人员主张对涉及三个胶子的西弗斯函数做出贡献。

概括

俄亥俄州立大学和核飞摄影中心的科学家利用量子色动力学(QCD)(描述质子中夸克和胶子相互作用的理论)来更好地了解夸克在质子内部的分布情况。他们专注于携带质子动量一小部分的夸克,计算了它们对所谓的质子西弗斯函数的贡献。Sivers函数测量质子中向右移动的夸克比向左移动的夸克多多少,该平面由质子速度和质子旋转(自旋)轴的方向(对于旋转轴垂直于其速度的质子而言))。

研究人员发现,根据QCD理论,携带一小部分质子动量的夸克应该对西弗斯函数有重大贡献。如果未来的电子离子对撞机实验得到证实,这将有助于科学家了解这些夸克如何促进质子绕其自转轴旋转(如图所示),让我们对质子的内部结构有新的了解。

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