(Luận án tiến sĩ) mô hình quark parton flucton và một số phản ứng hạt nhân năng lượng cao luận án PTS vật lý

JVX ue Lu e Chtfc«:G 0' t ChtJtfnG I I Xu huoT-G ts^i trona vft ly hyfe r-han MS dau v5 quark parton va co hinh cuarhparton- flucton t Parton Lepton va quark ?• Tt?c?nG tac cynh 4» M6 hinh quark - parton - flucton Ohiro^'^G I I • ^'^' ^;i P-'i ^^^*^ ^^^ s^^ *2"^ leptcn t i c h di^n iSn hat nhan D§nG hgc ^ Hai: c l u truc hfcit nhan tronc cau QFF 5« VunG cutiulativé tronc hàc c ' u tr'uc hyt nhan ^•1 VÙ::G cumulative 5.2 So sanh v5i thtfc !:G^'Ì^E 4.1 4.2 Vi ph«c so:ilinG tronc t^^u QP!P Vi phyK Gcalinc Qiyi thfch cùa co hinh QPP * 11 14 14 15 16 16 17 18 18 19 Ty Go haE3 cau truc cua hyt nhan v.^r.Q "vi * deuteron sj? phu thu$c A cua hàt; cau t*uo 19 1:3 hinh QPP vcl qui t*c dcù quark va ly thuyèt ctfc HeGGQ , 23 Chirc^nG I I I « ^'^^' ^ P'^-i ^^^- ^^— sau cua neutrino trSn hat nhS» 25 Donc tfch di€n 25 » DiJ&l nGt?c;i:G cinh quark duyGn 25* 1.2 tr6n nci^c-nc: cinh quark duycn 2^ 2f Dono trunc hòa 28 D^c trt^'x; cao hàiu cau truc vW^CxOtVW-Cir) JO So sanh v} K" Mass 2* AH 770 892 898 782 1020 2009 2006 2140? 3097 j^,o^ K ' " a> D*' 0"°, D"" F** é K"* ^•0 K*^ f rD-* D ' ^ D*" F"* Mass 1317 )l434 1273 1516 ? 3551 X ih) Baryon multìplets 1* : ! : • - : • : • / : - • • '^É 'k" "' ' •" " '.- • •" v'-i ,- f^-ft:"^.- • P^^nj l uuu, ddù • uud, udù uus, uds, dds uds uss, dss sss m • •• P n 0.- A • ^ 3* Mass — - Mass 939-f^-r-^ 1195 • :.:•• 1116 : - r , ; 1318 , ' : A**, A" i\A° 5;.*.o.-•0 }l232 1385 :r*- 1533 1672 n" L Ar K ^ uxQ me^oO v ^ 0(5: r j O / l n^e- - - càc qULirk tronc: bànc càc quark hóa tt^ Dv^mi càc d^c trirnc ll?c;nc^ tu» oua hadron nht? so l y , di^n tfch, oc duyGn v v càc B6 lìiana t& ngi "htJo'nc" flavour Vgt net can chu y tro::G banc Vf du barycn QOI: J quark ^ -, t ' t ca oc Bpln sene ^^^cnc cune chi cu di tyo tryi:G thài spin 3/2 3?hec ncuySn ly c&c P a i a i , khonc the co'hai quark cionc c' CUÌ:C n§t trync t h i Vay quark ncồi so Itfor.c tu: hixaixi^ phai ce thoD B6 libane tur iiól : lt?c?nG t& nhn / / ^^ càc hadron dtfc^c eia thiet khonc càu, nchia chunc chiJa niyt sé l^anc bine nhan càc quark do, 3canh, le», llgt càch tonc quàt ta vi-Jt cau truc qujirl: oua ijoson baryon nhu- sau t M = ^ ( t V fi.* ^ f i * ) ''' "" cx-n càc quark ct|;c;c xec- tac tu^dn ce? ban cua nhóc doi xnr.G chuàn cjàu àu mO)^ I^VO)^ / / 5/ Tu'(;nf: tao cynh : càc hyt thi^c hitn tu'c?n.:; tàc di§n t& quu trac crei phcton khonc Wiol H?c;nG / / Già;: bSc thup nhat oùa QED trao doi lutft pJiG ton Gi5a e* e"'nht: hinh 1, He dan aùr bhé talora tàc oculcKb, la h;r.G so cau truc tinh tu, Càc donc Gcp b«c cac nhu? hinh lb ths?c hi^n nhi$u tirc-nc tao hcn nho he* fcheo càc luy thiJa cac hc?n oua °< , dò thù'c?nG bc qua, Hill) a^ h (5^eay ^vt v i - dQ vht quan trync^là hànc so ttfcnc tao tane: theo Q »-g^> o (q- xunc iwc-nc cùa photon o ) Ditu hiéu irne: phin ctfc chan khCnc: chan dian tfch tran Tfnh thCn càc Gian nàj? h hinh ta co - - ì oLi^'-) -^ ° ^ ( / ^ ' ) / [^ Tir CI^/M^ •^ CI • r) (r-e ì ì V|y ta co h?.nc so tijc?nc tàc Gh;iy De tyo hifiu fe oc' 10^ t h l Q' phàl thay del r a t iianh, ca exp ( O J R / ^ ) ^ 10-^^ l n tàc uynh t r a c doi càc Gluon i:;àu Idionc l^5l iWo'nc Gi^t''*- càc quark càu / / l a co cluon vécto' tronc bi5u dicn l i e n hg*p cui» !:hóc ^U(?)^ Tt?d»2:G tàc quark - cluc^n co th« bicu hi^n nhu?' TI?G^Ì:C' oc ^ d 'J ^ , ^^ « h;^-G éo tirc'nc tàc t ì ^ h /V'^y t luà tr^ì): biSu dien SU (3) cellxian Irene Gian bèc thap nhat c6a hinh Jc : /^y +X thcc hi^n^dtfc?o thonc qua v i f c huy ]j§t quark q tb ngt hadron Lxgt phan quark g tir hadron tao thành v^.t photon o Sau pl^ctcn r a thành c i p l e p t o n Kcu khoi Ife'c'nc L cua c^p Irptcn l5n so v5i ìzhoi Ir^anc nucleon, thf tu' ncuyOn ly bat dJnh ta thafef th&i c i ^ - tt;;c'nc tàc l nc^^n tronc thanc d^ hyt nhan Do viy se khonc co ttxc-nc tàc cMitx cgp q - q vcl càc thành phàn khàc cua hadron Nchia l càc parton khàc co the col nht? hyt quan s t ( s p e c t a t o r ) Sau tho'i Gian l5n hcrthtfl Gii^n huy cap càc quark quan s t se t a l hf!p l y i tyo thành càc liadron bay r a Qtia t r i n h ce; ban q + q ~ > / y+.^ - co the! dànc tfnh thec di§n dwnc Itfc li^vnc tu^ (Qi^D) M§t G5 tàc Già da tfnh toàn cy thè de c i ^ i thfch sd l i t u thtfc nchiSu Olia qua trinh / 7 , ?6t ^ / Tuy nhiSn h9 dune càc hàc ph3n bo quark thu dtfc?c khó^p so l i tu thtfc nchitiì a tàn ry nhi dàn tinh sèu lepton - nucleon : thùD nL'a ho chira tfnh don oàc hiÉu iJnc hyt nhan c^y r a , nà th^c n c h i i c dà xàc nhiin nhu? SÌ? tSn t a i cua vùnci cutiiaative, trcnc MS / , / hay hiÉu Snc i^C / 1 / Ap dync t3Ó hinh che :.;uà t r i n h D r e l l - Yan P + A ~J>>*+A^-¥ X chfcc: tịi nh'u hai £ùg.c tiGu i Ihi5 nhat kicn t r a tfnh dune dfn cua co hinh vó-i ềc hàn; phSn bo quark cua n e 'l'hiJ hai :reL' liÉu hyt nhan co the c^y r a hi§u ^nc a qua t r i n h Cc?^ch5 tfnh toàn cji th>' cùa co h.inh dj;c?c dira phàn fl0 Ihàn 3x1 se de cap don hi^u ónQ hyt nhfin tror-c qua t r i n h D r e l l - Yan Kdt lufn thao lu«n dtfo'c eira a phan Ce; eh/! D r e l l - Yan va àp dgxzg vàc uo h i n h 2.1 j Ce? che Già se? q (q) a hwt - / i oó bien s c a l i n e B^jorken x •q (q) e' hat b i a co bi5n r>cali':G ^ ^hi e- he ̱'A tài; cịl - 39 - c^pq - ^ se co xunc Itfor^-; dgc x^ \ 3/2 - x^ V à/2 tifane ^nc.0 Nou bc qua khói let-e^nc quark thi nnnc l^Vnc cua chunc ^-^ X1 i T s / ^ va x^ '2 VlT/o tu^c;nc U\-G l^hi ta bó biSu thiSo Hau t (X^ +x.,) \rB/:: nane l^ana Q^.p Icnton Pe a ( x ^ - x ^ ) Vc/r: ::rui:G li^o-nc cgp lepton , Ehói li^c^nc binh ^^^ng cùa cap lepton t M^ » ìt - p'^ = 3x1x2 " ' Nht? vgy KĨÌ l i e n hy cit^a càc bien cua qucjirk v5i bien qiian eàt dw'c;^ t , Xj, l X = M^ A - ^ v/// \ • X a:, X / ^^GC^i dùi^c t>i^2- toc dg ( r a p i d i t y ) sau i Nhu? ta b l ^ t :uà t r i n h huy cjp q + q - > / ' / tu'or.G tif nhtr qua t r i n h e'*' - e"* -^ y^V^ trcnc QJ^^« J^c vi^y t i e t di^n cùa ne l ^ t H*nG sé cautruc tinh t e Q t dipn t ' c h quaUk ì^ % khól Iw'cnr: c*;^ l e p t o n KhSn bìSu théc nà^^ vai xàc r u a t tìi:; thJy nyt quark qg ( x l ) dx^ i:a'nc phàn x'unc Itfc^nc ^-in ^ hat tc-i.và nh5n t i e p vói xae x u ' t tic; thay c^t phan quark q^ (x2)'dx2 luanc phàn XUÌ:G Itfo'nc X2 h b l a De v£y t a co t i e t cli*n v i phan sau cl^S^ - M^^ (S^ (^^ Cx,) ^^ U^) cU^ Àx2 /ìM^ iflet dlé^n can thec zo hync qs ( ^ l ) QA (^^'2) antiquark qB V hyt tó'i qA ó' b i a KĨ cèn c i a u bót iSn Cap ^ - q phài nccfcc zjàu i^^hu' v^-y t - 40» Viét Ifil mèvL fchi'c thec cac fcién khac ?rì ^ ^ M- ^I^J [l/^h/^^'^^ +^Bf^)f/^)_" = o M ^6^ JM ^^'' { ^K I 6:;^'[ ^.3 ^'^'^ > t ^-^ " 16 ^^"< M^ ^''^ J ^F> ^U:L: v^y ta se kiec tra co hinh xet ành hii-cnc hyt nhan trcnc p + A — > / y ^ ' ^- + X 'TÌ> K - /!/ ta de dànc -^uy oàc hàc phcU: bo quark tror^; hat nhfìn nht? sau i ^ 'i - A K To-s" t ?/A ) f < - ^< ^ C/«c luti* -('uxc lcK( JC«T1 -s ] 0^^ -(& ) ~ (i^- 1S^) ( A - Xtc ) i- - - ^f1 Bieu thu'c e il thS cua Sj ^ '- a i c + ti rv ^hi:hc U3£ hinh tia so K , M§t co hinh p a r t c n dan ci^n cùa Mchapatra / / cune co th6 khóp dịn^^ t h c i so l i i u D r e l l - Yan DIS cà khonc can cgt thtfa sé E* ffrSn hinh tiCn doàn cua co htnh cho M^4^ A s 0.03 t i e n ccàn cùa co hinh 02 (di^cnr di5t n e t ) Ta l a i thay t i e n dồn óa co hinh ce th3 khCp vói no liÉu cà khonc càn thèa sé K Hij^u i?nn hyt nhCn trcnc guà t r ' n h Drell -^ Yan Hi fu U'nc hyt nhan trcnc ^I^^ thS hi^n ro r ^ t e s^' ton t y l cùa vvnci Cuculatlve / - / trcr-c hàc cau truc hay c.^n day hcn C ty so hàc càu truc hyt nhan s a t deuteriiìc / 1 / Vipc ton tyl flucton c f t kieu trync '^hài nhieu quark tror-G hyt nh.un din dén vioG tane kha nane tyo oyp lepton niinc C c^" vùnc Giói hyn dgnc hoc cùa qua t r i n h f'^ ~^/^V^" ^^' ^^ -^^ ^ ^ t r i n h proton va chàc vói f l u c t o n de tyo c i p cucn D^ thày ro d i e u chunc t o i dira t i e n uoàn oua co hinh cho ty sé Hhl? ta thay V5 -^ l (VÙ':G Gi^'*i han d3':G hcc cua qua t r i n h f^ ^ A V '*^"" hu-cnc eùa^ trync t h i nhieu.quark trcnc hyt nhan tane len r e r ^ t ; lón co bgc t y l \f6^ ^ 0.9 !&tìy nh4^n afee dén n*iy t^étì- * n c h i g c '^'uy nhiTn che den càc thf nchiiic cól t l é t di^n t a i VÌ^':G Vé^ < 0,5 nC.n hi^u iJnc • 45 - hyt nh n th« hi^n chtfa r o vhnc tji so 1^ ( \f?' ) theo co hl5h cune lón hcn ^ieu ve dJnh tfnh co th( coi phù hfi?p vói nhu^nc thf nchlàc G^n day tronc tàn xy R'A -^A/^" t- X c ó ' t i c t dlén £"(Z il) X c^ A"^ vói qi = o.v37 + ^^ /75,S47 KÓt lugn 1- M§ hinh parton - flucton oc the c6 ta tiet ditn vi phan cu: cu:i q u qua trinh Dreell - ^an cà khonc c&n thUksé K neu ta chfn Già tv\ thfch hc?p cùa thonc GÓ A^ thonc ^o nhat cùa co hinh dac tru'nc cho dQ lói: donc Gcp cua bien cyp M6 hinh tien dcàn r^nc kha nane tyo cip lepton n.;inG tren bla h^t nhun lón hcn nhieu'làn tren bla nucleon riGnc le t*il iTS ^ Viic kiec tra thj^c r