쪽입자

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입자물리학에서, 쪽입자(-粒子, parton 파톤[*]) 모형은 고에너지의 강입자 충돌을 나타내는 모형이다. 1969년에 리처드 파인먼이 제안하였다.[1][2] 쪽입자 모형에 따르면, 고에너지의 강입자가 서로 충돌할 때 강입자는 마치 쪽입자라는 수많은 소립자로 구성된 것처럼 행동한다. 오늘날에는 기본 이론으로서는 쿼크 모형으로 대체되었지만, 높은 에너지에서의 근사 모형으로 쓰인다.

전개[편집]

쪽입자 모형에서 강입자쪽입자이라는 수많은 점입자로 구성된다. 더욱이 하드론이 기준 좌표계인데 여기서 그것은 무한 운동량을 지닌다. — 고에너지에서 유효한 가정이다. 그리하여 쪽입자 모형은 시간 팽창에 의해 지연되고 가입자 전하 분포는 로런츠 수축된다. 그리하여 들어오는 입자는 순간적이고 결맞지 않게 산란될 것이다.

쪽입자 모형에 따르면, 전자양성자의 비탄성 산란의 경우 그 충격량이 클수록 뵤르켄 스케일링(Bjorken scaling)이라는 특정한 현상을 보인다.[3] 뵤르켄 스케일링은 곧 실험적으로 증명되었다. 관찰과 함께 쿼크 모형의 확인과 양자색역학 내의 점근 자유성의 확정으로, 파톤이 쿼크글루온이라는 사실이 증명되었다. 쪽입자 모형은 높은 에너지에서 정당화될 수 있는 근사로 남는다. 그리고 다른 것들은 여러 해에 걸쳐 이론을 확장하였다.

양자색역학 결합 상태내의 원래의 비섭동적 효과 때문에 파르톤 분포 함수는 섭동 색역학에 의해 얻어질 수 없다. 현재의 격자 색역학 계산의 한계로 인해 알려진 파론 분포함수는 실험적으로 얻는다.

쪽입자 분포 함수[편집]

쪽입자 분포 함수(parton distribution function)는 운동량에 따른 쪽입자 확률 밀도 함수다. 이는 실험을 통해 여러 번 측정되었는데, 주요 자료는 다음과 같다.

  • CT10 (The Coordinated Theoretical-Experimental Project)[4][5]
  • GRV (Glück, Reya, Vogt 1998)[6]
  • MRST (Martin, Roberts, Stirling, Thorne 2005)[7]

일반 파톤 분포는 더 근래의 접근으로 파톤의 횡(transverse)운동량스핀과 같은 더 많은 변수의 함수로서 파톤 분포를 구현하여 하드론 구조를 더 잘 이해하는 것이다. 보통의 파톤 분포 함수는 일반 파톤 분포가 추가의 변수에 대해 적분하여 얻는다. 일반 파톤 분포는 충돌기 과정의 낮은 운동량을 더 자세하게 기술하기를 희망한다.

참고 문헌[편집]

  1. Feynman, R. P. (1969). 〈The Behavior of Hadron Collisions at Extreme Energies〉, 《High Energy Collisions: Third International Conference at Stony Brook, N.Y.》. Gordon & Breach, 237–249쪽. ISBN 978-0-677-13950-0
  2. Feynman, R. P. (1969년). Very High-Energy Collisions of Hadrons. 《Physical Review Letters》 23 (24): 1415–1417. doi:10.1103/PhysRevLett.23.1415.
  3. J. Bjorken, E. Paschos (1969년). Inelastic Electron-Proton and γ-Proton Scattering and the Structure of the Nucleon. 《Physical Review》 185 (5): 1975–1982. doi:10.1103/PhysRev.185.1975.
  4. CTEQ Collaboration. CT10 NLO and NNLO parton distribution functions.
  5. Hung-Liang Lai, Marco Guzzi, Joey Huston, Zhao Li, Pavel M. Nadolsky, Jon Pumplin, C.-P. Yuan (2010년). New parton distributions for collider physics. 《Physical Review D》 82 (7): 074024. doi:10.1103/PhysRevD.82.074024. arXiv:1007.2241
  6. M. Glück, E. Reya, A. Vogt (1998년). Dynamical Parton Distributions Revisited. 《European Physical Journal C》 5 (3): 461. doi:10.1007/s100529800978. Bibcode1998EPJC....5..461G. arXiv:hep-ph/9806404
  7. A. D. Martin, A. G. Roberts, W. J. Stirling, R. S. Thorne (2005년). Parton distributions incorporating QED contributions. 《European Physical Journal C》 39 (2): 155–161. doi:10.1140/epjc/s2004-02088-7. arXiv:hep-ph/0411040

같이 보기[편집]