深度非彈性散射

深度非彈性散射

深度非彈性散射又稱深度非彈性碰撞,指在質心繫中某一入射粒子在碰撞後其能量有較大幅度的損失的情況。例如,將高能電子轟擊到質子上,除了出現有電子對質子的彈性碰撞過程外,更多的是出現產生任意多個π介子的情形,即有這時在質心繫的電子在碰撞後必定有大量的能量損失,即這些能量轉移成π介子的能量。因而就稱之為電子對質子的深度非彈性散射或深度非彈性碰撞。

基本介紹

  • 中文名:深度非彈性散射
  • 外文名:Deep inelastic scattering
  • 別名:深度非彈性碰撞
  • 性質:物理學辭彙
  • 套用學科:量子力學術語
  • 範疇:數理科學
概念,基本原理,

概念

深度非彈性散射又稱深度非彈性碰撞,指在質心繫中某一入射粒子在碰撞後其能量有較大幅度的損失的情況。例如,將高能電子轟擊到質子上,除了出現有電子對質子的彈性碰撞過程外,更多的是出現產生任意多個π介子的情形,即有這時在質心繫的電子在碰撞後必定有大量的能量損失,即這些能量轉移成π介子的能量。因而就稱之為電子對質子的深度非彈性散射或深度非彈性碰撞。

基本原理

為了細緻地觀察質子的結構,人們通過散射電子更大的能量損失,以增加光子的
來得到更好的空間解析度。由於大的能量轉移,質子往往會被打破,圖1的圖像需要推廣為圖2。
圖1圖1
圖2圖2
較小時,只能將質子激發為
態,然後產生一個額外的
介子,即
。在這樣的事例中,不變質量為
。當
很大時,反應產物變得非常複雜,初態質子完全失去其本來面目。因此必須設計一種新的方法,以便通過測量抽出所需要的信息。
圖3圖3
圖3給出了不變質量
的分布。可以注意到,峰出現在
質子沒被打破的地方(
),而較寬區域中的那些峰出現在靶被激發為共振重子態的地方。共振態之外,具有較大不變質量的複雜多粒子態給出了丟失質量
的平滑分布。
圖1的粒子中,把
靶換為質子靶,用質子流
代替輕流
,構造出一個
的最一般形式。但是這種改變對於圖2的非彈性散射的描寫還不夠。儘管圖2虛線以上的情況沒有改變(這是我們要利用的一個事實),但在虛線之下的末態不再是以狄拉克旋量
描寫的單
子進入矩陣元或流之中。因此,
必定具有比
式子更複雜的形式。截面的表達式
可直接推廣為
式中
是輕子的張量表示。強子的張量
是把傳播子另一端完全未知的流的形式參數化,其最一般形式必定由
和獨立的動量
)構成。
不再包括在內,因為截面參數化,對自旋已經球了和、求了平均。我們可以寫出
中已省去了反對稱項,因為把它插入
式子中,由於
對稱,反對稱項對截面的貢獻為零。注意,在
式子的省去了
,這個位置保留著給宇稱破壞的結構函式,那是用中微子束流取代電子束流的情形,因而虛光子探針也由弱
子替換。

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