Войти
Глубокое неупругое рассеяние ng лептона (l) на адроне (h) в ведущем порядке пертурбативного расширения. Виртуальный фотон (γ) выбивает кварк (q) из адрона. Глубокое неупругое рассеяние - это название, данное процессу, используемому для исследования внутренней части адронов (особенно барионы, такие как протоны и нейтроны ), с использованием электронов, мюонов и нейтрино. Это стало первым убедительным свидетельством реальности кварков, которые до этого момента многие считали чисто математическим явлением. Это относительно новый процесс, первые попытки которого были предприняты в 1960-х и 1970-х годах. Это расширение резерфордовского рассеяния на гораздо более высокие энергии рассеивающей частицы и, таким образом, на гораздо более точное разрешение компонентов ядер.
Чтобы объяснить каждую часть терминологии, «разброс "означает отклонение лептона (электрон, мюон и т. д.). Измерение углов отклонения дает информацию о характере процесса. «Неупругий » означает, что цель поглощает некоторую кинетическую энергию. Фактически, при очень высоких энергиях используемых лептонов цель «разбивается» и испускает много новых частиц. Эти частицы являются адронами, и, если сильно упрощать, процесс интерпретируется как составляющая кварка мишени, «выбиваемая» из целевого адрона, и из-за удержания кварка кварки на самом деле не наблюдаются, но вместо этого производят наблюдаемые частицы посредством адронизации. «Глубокий» относится к высокой энергии лептона, которая дает ему очень короткую длину волны и, следовательно, способность исследовать расстояния, которые малы по сравнению с размером целевого адрона, так что он может исследовать » глубоко внутри «адрона. Также обратите внимание, что в пертурбативном приближении это высокоэнергетический виртуальный фотон, испускаемый лептоном и поглощаемый целевым адроном, который передает энергию одному из составляющих его кварков, как в соседняя диаграмма.
Стандартная модель физики, в частности, работа Мюррея Гелл-Манна в 1960-х годах, успешно объединила многие из ранее разрозненных концепций в физике элементарных частиц в одну относительно простую схему. По сути, было три типа частиц:
Лептоны обнаруживаются с 1897 года, когда Дж. Дж. Томсон показал, что электрический ток представляет собой поток электронов. Некоторые бозоны обычно обнаруживались, хотя частицы W, W и Z электрослабой силы были категорически замечены только в начале 1980-х годов, а глюоны были прочно закреплены только на DESY в Гамбург примерно в то же время. Однако кварки все еще оставались неуловимыми.
Опираясь на новаторские эксперименты Резерфорда в первые годы 20-го века, были сформулированы идеи по обнаружению кварков. Резерфорд доказал, что атомы имеют в центре небольшое массивное заряженное ядро, выстрелив альфа-частицами в атомы золота. Большинство прошло с небольшим отклонением или без него, но некоторые были отклонены на большие углы или вернулись назад. Это предполагает, что атомы имеют внутреннюю структуру и много пустого пространства.
Чтобы исследовать внутреннюю часть барионов, необходимо было использовать небольшую проникающую и легко производимую частицу. Электроны идеально подходили для этой роли, так как их много, и они легко ускоряются до высоких энергий за счет своего электрического заряда. В 1968 году в Стэнфордском центре линейных ускорителей (SLAC) электроны стреляли по протонам и нейтронам в атомных ядрах. Более поздние эксперименты проводились с мюонами и нейтрино, но применимы те же принципы.
Столкновение поглощает некоторую кинетическую энергию, и поэтому оно неупругое. Это контрастирует с рассеянием Резерфорда, которое является упругим : без потери кинетической энергии. Электрон выходит из ядра, и его траектория и скорость могут быть обнаружены.
Анализ результатов привел к следующим выводам:
Эксперименты были важны, потому что они не только подтвердили физическую реальность кварков, но и еще раз подтвердили, что Стандартная модель была правильным направлением исследований для физиков элементарных частиц.
