Yahui Chai, Yuan Li, Shicheng Xia, Constantia Alexandrou, Krzysztof Cichy, Martha Constantinou, Xu Feng, Kyriakos Hadjiyiannakou, Karl Jansen, Giannis Koutsou, Chuan Liu, Aurora Scapellato, Fernanda Steffens: Parton distribution functions of Delta+ on the lattice , Physical Review D (102)(1) (2020) pp. - 014508
Bariony są rodziną cząstek zbudowanych z trzech kwarków. Ich najważniejszymi przykładami są protony i neutrony, główne „cegiełki” budujące nasz świat. Jednakże, są też inne bariony, które pojawiają się w eksperymentach akceleratorowych, np. w Wielkim Zderzaczu Hadronów w CERNie. Jednym z lżejszych barionów jest cząstka ∆+, cięższa o ok. 30% od protonu i interpretowana jako jedno z jego wzbudzeń. Zrozumienie struktury protonu jest jednym z najważniejszych celów teoretycznej i doświadczalnej fizyki wysokich energii. Poznanie struktury innych barionów jest jednak interesujące samo w sobie, a także okazuje się prowadzić do wskazówek istotnych również z punktu widzenia struktury samego protonu. Mianowicie, w przypadku cząstki ∆+, dostarcza informacji o mechanizmie generującym w protonie asymetrię między liczbą antykwarków d oraz u.
W pracy obliczane są tzw. funkcje rozkładu partonów (ang. parton distribution functions; PDFy) dla kwarków budujących barion ∆+. Używa się sieciowego sformułowania chromodynamiki kwantowej (QCD), jedynego znanego sposobu dostępu do nieperturbacyjnych aspektów QCD z pierwszych zasad. QCD sieci jest formułowane w czasoprzestrzeni euklidesowej, zamiast standardowej czasoprzestrzeni Minkowskiego wymaganej w definicji PDFów. W ten sposób, obliczane są tzw. quasi-PDFy – rozkłady euklidesowe, które można „przetłumaczyć” (tzw. matching) na rozkłady fizyczne, używając rachunku zaburzeń. Eksploracyjne obliczenia dostarczyły dotychczas jakościowego obrazu PDFów dla barionu ∆+, przy czym w pełni ilościowe przewidywania będą możliwe po zbadaniu efektów systematycznych, takich jak wynikające z niezerowej stałej sieci i skończonej objętości. Jednakże, już teraz autorzy mogli wyciągnąć pewne wnioski fizyczne, wskazujące na rolę spontanicznego łamania symetrii chiralnej (symetrii prawo-lewo) w generacji nadwyżki antykwarków d nad antykwarkami u w protonie.
Więcej szczegółów znajdziemy w https://journals.aps.org/prd/abstract/10.1103/PhysRevD.102.014508
Źródło grafiki: Brookhaven National Laboratory
