原子核效应对半单举深度非弹散射末态强子产率的影响

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从卢瑟福发现了原子核的有核模型之后,原子核内部的结构问题一直是核物理学家关注的一个焦点。在1982年EMC发表其关于原子核结构函数的实验数据以前,普遍接受的是原子核是由质子和中子组成,各种核子通过结合能组成原子核。在高能非弹散射中,考虑到结合能的处于MeV的级别,与高能非弹散射能标的GeV相比可以忽略不记,因此原子核的结构函数在传统的认识中应该跟自由核子的结构函数相差不大,唯一的修正来自于原子核内部核子的费米运动。同时一部分核物理学家认为原子核中也应该存在介子自由度,但是实验上并不能给出原子核内是否存在介子自由度的直接证据。 高能深度非弹散射是探测核子和原子核内部结构的一种有力的工具,能提供关于原子核结构函数的大量信息,1982年EMC发表了其对原子核结构函数的实验研究,发现实验数据和加入费米运动修正的质子结构函数在中间x区域明显的不符合。该实验现象后来被很多实验室(SLAC)用高能荷电轻子深度非弹散射实验等所证实,该效应被称为EMC效应。由此人们认识到原子核并非质子和中子的简单累积,而是具有复杂的内部结构。之后有很多模型被应用到原子核结构当中用来解释EMC效应,这些模型大致可以分为三类:π盈余模型,团簇模型和重新标度模型。三种模型在合适的参数的情况下可以解释所观察到的原子核EMC效应。由于三类模型都可以解释原子核EMC效应,而高能单举非弹散射过程只能探测原子核结构函数,无法将三种模型区分开来。要区分三类模型,就需要找出三种模型的不同之处。幸运的是虽然三种模型都能够解释EMC效应,但是不同的模型给出了不同的原子核内部海夸克行为。团簇模型给出的海夸克都是加强的,π盈余模型中只有-u和d得到了加强,其余的味道都被压低,在重新标度模型中,所有味道的夸克分布都被压低。由此我们可以寻找对海夸克比较敏感的实验和变量来对三种不同机制的原子核结构模型加以区分。 Drell-Yan过程能够通过对末态轻子对的测量给出关于原子核以及核子内部海夸克的动量分布函数的一些信息,用高能入射质子轰击原子核的Drell-Yan过程来考察原子核给出的结论是原子核内部的海夸克是被压低的。但是Drell-Yan过程只是一种实验手段,如果海夸克实质上确实被压低,在其他类型的实验中也应该能够观察到一些效应,比如说半单举过程。 我们计算了不同的原子核模型对半单举高能深度非弹散射过程中末态强子产率与其在核子情况下产率比的预言,发现大多数的末态强子在可观察的实验数据范围内不能给出有用的信息,但是A在很大的范围能能给出原子核内部海夸克的大量信息。同时我们给出实验方面的建议去探测这种效应。
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