Введение к работе
Актуальность темы диссертации. Исследования нуклон-
ной структуры, базирующиеся на процессах лептон-нуклон-ного рассеяния, ведутся на протяжении нескольких десятилетий. Упругое лептон-нуклонное рассеяние позволяет изучить распределение заряда и магнитного, момента в нуклоне, а глубоконеупругое рассеяние - дает возможность
для выявления деталей мелкомасштабного строения нуклона, в частности, определения характеристик нуклона
как кварк-глюонной системы. Соответствующая информация выражается через структурные функции нуклона, которые извлекаются из сечения лептон-нуклонного рассеяния.
За прошедшее время накоплен большой объем экспериментального материала, особенно в области упругого рассеяния. Ввод в действие в последние годы мощных ускорительных комплексов открыл возможность для глубокого зондирования нуклона на основе процесса глубоконе-упругого рассеяния и в результате за последние несколько
лет получен богатый материал относительно поведения неупругой структурной функции протона.
Однако, для извлечения прецизионной информации о
строении нуклона необходима обработка имеющегося экспериментального массива данных в рамках адекватного
теоретического моделирования. Квантовая хромодинами-ка вследствие принципиальных и вычислительных трудностей не в состоянии дать удовлетворительное описание
исследуемых кинематических областей, поэтому обычно в ограниченных кинематических интервалах применяют те
или иные феноменологические подходы.
1"""'
В данной работе использована термодинамическая модель, на основе которой описывается весь набор экспериментальных данных, как в области упругого, так и неупругого рассеяния, прецизионно определяется поведение ну-
клонных структурных функций и извлекаются характеристики нуклона с высокой точностью.
Цель работы состоит в использовании единого теоретического подхода для моделирования упругих, а также неупругих структурных функций нуклона, составлении самосогласованного экспериментального набора с последующим его анализом, получении прецизионной аппроксимации нуклонных структурных функций и определении характеристик строения нуклона.
Научная новизна.
1. На основе термодинамического метода осуществле
но моделирование упругих и неупругих структурных
функций нуклона. Получена новая интерпретация
процесса виртуального фотон-адронного взаимодействия, в частности, вклад морских кварков представлен как рассеяние виртуального фотона на струнс-подобном объекте.
-
Проведена экспертная оценка существующего экспериментального материала и составлен самосогласованный экспериментальный набор, в котором определены оптимальные нормировочные коэффициенты данных из разных экспериментальных источников.
-
Получена прецизионная аппроксимация нуклонных
структурных функций в широкой кинематической
области, включающей в случае неупругой структурной функции как предел реального фоторождения, так и область жестких процессов.
4. С высокой точностью извлечены электромагнитные
^радиусы нуклона и пиона.
5. Из анализа информации по протонным формфакто
рам и магнитному нейтронному формфактору най
дено поведение электрического формфактора нейтро
на. Аналогично, из анализа по неупругой протонной
структурной функции F$ найдена неупругая струк
турная функция нейтрона F.
Научная и практическая ценность. Термодинамический подход, представляя альтернативный взгляд на характер
фотон-адронного взаимодействия, дает удобный метод описания процесса лептон-адронного рассеяния и получения
соответствующих структурных функций. Реализованный
в данной диссертации для моделирования структурных
функций нуклона, этот метод также применим к модели-
роваяию структурных функций других адронов.
Построенные в данной работе аппроксимации структурных нуклонных функций могут быть использованы как в теоретических, так и в экспериментальных работах, в которых требуется прецизионное знание структурных функций нуклона.
Полученные в диссертации характеристики нуклона могут быть полезны: также в исследованиях в области ядер-цой физики. Сравнение теоретически извлеченного форм-
фактора G и неупругой структурной функции F$ с соответствующими величинами, полученными в экспериментах на ядрах, позволяет оценить эффект взаимодействия нуклонов в ядре.
Нормировки ряда экспериментов, найденные в ходе проведенного анализа, могут быть использованы для Калибровки соответствующих экспериментальных установок.
Положения, выносимые на защиту.
-
Рассмотрение фотон-нуклонного взаимодействия на основе термодинамической модели и получение аналитических выражений для структурных функций нуклона.
-
Формирование самосогласованного набора экспериментальных данных по упругим и неупругим структурным функциям нуклона и его последующий теоретический анализ.
-
Нахождение оптимальных нормировочных коэффициентов для данных из .разных экспериментов.
-
Построение прецизионной аппроксимации упругих фор-мфакторов нуклона и пиона, а также неупругой структурной функций протона.
-
Извлечение нуклонных характеристик с высокой точностью, в частности, электромагнитных нуклонных радиусов.
-
Предсказание электрического нейтронного формфак-
-': тора Gjj и неупругой нейтронной функции F, полученное из проведенного анализа.
Апробация. Материалы диссертации докладывались и обсуждались іна научных семинарах кафедры теоретической физики РУДН, на ХХХ-ХХХШ научных конференциях факультета физико-математических и естественных наук РУДН, на IX-XII Международных семинарах по физике высоких энергий и квантовой теории поля.
Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 7 работах.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы и отдельно размещённых рисунков и таблиц. Общий объем работы составляет 221 страницу, включая 142 страницы основного текста. Работа содержит 62 рисунка, 12 таблиц и список литературы из 144 наименований.
