Warum sind Seequarks nur bei niedrigen Werten der Variablen Bjorken xxx dominant?

Bei tiefinelastischen Elektron-Proton-Streuungen sind die Seequarks oder Gluon-PDFs nur bei niedrigen Werten von dominant X . Thomson hat dies in seinem Buch Modern Particle Physics (siehe Seite 194) argumentativ erklärt

...in Wirklichkeit ist das Proton ein dynamisches System, in dem die stark wechselwirkenden Quarks ständig virtuelle Gluonen austauschen, die in virtuelle schwanken können Q Q ¯ Paare durch [starke] Prozesse ... Weil Gluonen mit großen Impulsen durch die unterdrückt werden 1 / Q 2 Gluon Propagator wird dieses Meer virtueller Quarks und Antiquarks tendenziell bei niedrigen Werten von x erzeugt.

Ich kann nicht erkennen, was das mit dem Wert von zu tun hat X . Bedeutet das wann X abnimmt, die vier Schwung Q des Gluons ebenfalls abnimmt? Wenn ja, warum ist das so?

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Die Parton-Verteilungsfunktionen sind also "im Wesentlichen" die Wahrscheinlichkeitsverteilungen (sehr verdächtig, wie beide als pdf bezeichnet werden) eines Sondenteilchens, mit einer Komponente in Ihrem Hadron zu interagieren. Sie hängen beide von der Dynamik ab, die wir untersuchen Q 2 und der Bruchteil des Impulses, der von besagtem Parton getragen wird, dem Bjorken x. Sie sind größtenteils durch Experimente bekannt, da wir ein schlechtes Verständnis der nicht-perturbativen QCD haben und die DGLAP-Gleichung die Evolution regelt (und ich bin mir sicher, dass mir neuere Entwicklungen nicht bekannt sind).

pdf

Schauen wir uns also den ersten Graphen an, dies ist die PDF-Datei (Sie ahnen es) eines Protons. Wir sehen dies, weil die Up-Quarks bei ungefähr einen Peak haben ∼ 0,2 Impulsbruch und hat doppelt so viel Gewicht wie das Down-Quark. Andererseits explodiert die Gluonenverteilung irgendwie, wenn man sich nähert 0 Impulsbruch (der Graph hat das Gluon pdf dividiert durch 10 fast im Sinn!).
Dies ist tatsächlich sinnvoll, da es sich um masselose Teilchen handelt und es viel einfacher ist, ein masseloses Teilchen auf eine Hülle zu setzen als ein massives Teilchen. Deshalb neigen masselose Teilchen dazu, in Streuexperimenten Teilchenschauer zu erzeugen (EM-Schauer und Jets). Eine andere Möglichkeit, darüber nachzudenken, ist, dass dies ein IR- (oder weicher) Prozess ist und es eine ganze Technologie gibt, um diese fortzusetzen.
Dasselbe gilt für die Seequarks, sie sind Quantenfluktuationen entfernt von "ein Hadron hat 3 Quarks mehr als Antiquarks", also wird auch ihr PDF unterdrückt.

Ich hoffe, ich habe hier genug Antworten gegeben, aber wirklich, Sie müssen nur in der Lage sein, diese Grafiken zu lesen, und irgendwann wird alles einen Sinn ergeben. Wir könnten auch die Beziehung mit besprechen Q 2 in den Kommentaren gibt es dort auch eine schöne physikalische Interpretation.

Könnten Sie erklären, was Sie meinen, "ein masseloses Teilchen auf die Schale legen"? Ich versuche zu verstehen, warum QCD-Prozesse wie die Erzeugung von Quark-Antiquark-Paaren mit einem hohen Wert übertroffen werden X .
Richtig, vielleicht sollte ich hervorheben, dass PDFs die Wahrscheinlichkeit sind, mit einem Parton in einem Hadron zu interagieren. Wenn also x nahe bei 1 liegt, bitten Sie einen Parton, den größten Teil des Impulses des Hadrons zu tragen. Betrachten wir noch einmal den ersten Graphen, der ein relativ niedriges Hadron-Impuls zeigt. Dann sollten wir "innerhalb" des Hadrons bei hohem x nur den uud-Inhalt auflösen. Bei niedrigem x beginnen wir jedoch, die nicht störende Suppe von Gluonen und Seequarks zu sehen.
Ich mache die Analogie mit dem bekannten Verhalten von weichen Photonen und weichen Gluonen, die Emissionen von masselosen Teilchen mit geringem Impuls im Streuprozess sind (hier nichts mit PDFs zu tun). Diese weichen Emissionen führen zu IR-Divergenzen, die reguliert werden müssen. Und ich verwende dieses Bild, um die Prävalenz von Gluonen mit niedrigem x im PDF zu rechtfertigen. Nun, diese Analogie ist begrenzt, aber ich denke, sie bringt es auf den Punkt.
Letztendlich sind die Details super chaotisch (und um ehrlich zu sein, weiß ich nicht viel über dglap hinaus) und jede Interpretation in Bezug auf das Störungsdiagramm ist falsch. Nun, vielleicht nicht falsch, aber zumindest unvollständig. Ich habe nur das Wissen eines Doktoranden zu diesem Thema, vielleicht können andere einspringen.
Leider kann ich auf meinem Niveau kompliziertere Beispiele wie weiche Photonen oder IR-Divergenz nicht verstehen. Aber ich habe eine einfache Erklärung von Thomson selbst in seinen Folien gefunden. Sehen Sie, ob Sie irgendwelche logischen Fehler in meiner Antwort entdecken können.

Mein QCD-Wissen ist sehr begrenzt - ich habe es nirgendwo anders gelernt als in einer qualitativen Diskussion in Thomsons Lehrbuch der Teilchenphysik. Also habe ich nur nach einer qualitativen Antwort gesucht, um mein Verständnis in PDFs zu unterstützen.

Dank der Antwort von @anna_v wurde mir klar, dass ich Thomsons eigene Folien des Kapitels nicht durchgegangen war, und die Antwort liegt die ganze Zeit dort.

Betrachten wir den folgenden starken Prozess der Quark-Antiquark-Paarproduktion in einem Elektron-Proton-Experiment zur tiefeninelastischen Streuung

Da das Gluon durch die unterdrückt wird 1 / Q 2 Gluon-Propagator:

− ich G μ v Q 2 δ A B

Die Paarproduktion findet eher bei einem niedrigen Wert von statt Q . Nun ist leicht zu erkennen, dass der Impuls der paarweise erzeugten Seequarks genau der Impuls des virtuellen Gluons ist, also ein Tief Q deutet tatsächlich auf einen geringen Impulsanteil hin X der wechselwirkenden Seequarks.

Die Folie finden Sie hier unter Kapitel 8 oder im ersten Link in @anna_vs Antwort.

Ja, das muss Thomson gemeint haben, da stimme ich zu. Und eigentlich liegt hier, was ich mit "weicher Strahlung" gemeint habe: Sie brauchen eine beliebig kleine Menge an Impuls, um ein Gluon (oder ein masseloses Teilchen) zu erzeugen. Das Interessante an qcd ist, dass die Farbbegrenzung sie dazu zwingt, sich zu teilen und Partikelstrahlen zu erzeugen. Was mir an dieser Interpretation nicht gefällt, ist, dass Sie bei einer Sondierungsskala Q, wenn Sie x als niedrig genug annehmen, die Skala erreichen, bei der die Störungstheorie zusammenbricht (weil qcd asymptotisch frei ist). Und das ist der ganze Grund, warum wir überhaupt PDFs brauchen!
insgesamt zu viele "q".

Ich kopiere diese Definitionen der Streuvariablen"

inelscat

Ich kann nicht erkennen, was das mit dem Wert von x zu tun hat. Bedeutet das, wenn x kleiner wird, nimmt auch der Vierer-Impuls q des Gluons ab? Wenn ja, warum ist das so?

Die Definition von x ist abhängig von dem vom Propagator getragenen vier Impuls, im Diagramm klein Q Vektor , der mit verbunden ist Q . Damit sollte für dich klar sein, dass die größer sind Q durch das Vier-Vektor-Punktprodukt von Q mit sich. Von der Definition her groß X bedeuten groß Q Von der Definition her werden also die größeren Impulsübertragungen auf das Gluon unterdrückt.

Dies erklärt die von Ihnen zitierte Gluon-Propagator -Anweisung , aber Sie sollten den Link lesen, um zu sehen, wie die Parton-Verteilungen gefunden werden:

Letztendlich werden die Parton-Verteilungsfunktionen aus einer Anpassung an alle experimentellen Daten einschließlich der Neutrino-Streuung erhalten

In diesem Link werden Parton-Verteilungsfunktionen diskutiert, aber wie die andere Antwort besagt, handelt es sich nicht um ein einfaches mathematisches Projekt.

Ich glaube nicht Q in meiner frage steht der selbe schwung hier in der folie. In der Folie, Q ist der Impuls des virtuellen Photons, aber in der Passage, die ich von Thomson zitiert habe, Q ist der Impuls des virtuellen Gluons einer Quark-Antiquark-Paarproduktion.
Die Definition der x-Variablen, die in den dpf-Splots und Q2 aufgetragen ist, ist unabhängig vom ausgetauschten Teilchen festgelegt, es ist der vierfache Impuls der Wechselwirkung . man bräuchte das genaue Zitat, wo die Aussage gemacht wird. .
Ich habe die Frage aktualisiert, einschließlich eines längeren Zitats und wo Sie es finden können.
Hier gibt es zwei Probleme: 1) die Parton-Plots, bei denen ein niedriges x bedeutet, dass es eine kleine Impulsübertragung auf das Proton gab, und ein hohes x, bei dem auch die Impulsübertragung groß ist, dh es muss viel Impuls und Energie verteilt werden die Partonen. 2) warum die Meerespartonen, Gluonen, Quarks und Antoquarks eine geringere Wahrscheinlichkeit haben, bei hohem x zu sein. (siehe Handlung in einer anderen Antwort). Die Valenzquarks erhalten eine hohe Wahrscheinlichkeit. Mir scheint, die Aussage ist eine Fehlaussage, aber mal sehen, ob es eine Antwort geben wird, die die Aussage verteidigt.
Ja, ich stimme @anna zu, das ist eine starke Aussage. In meinen Kommentaren mache ich die Analogie mit weicher Strahlung und ich denke, das ist es, was der Autor mit Unterdrückung meint 1 / Q 2 . Aber ich denke auch, dass dies eine fehlerhafte Interpretation ist.
Danke für die Antwort! Das bringt mich auf die Idee, mir Thomsons eigene Folien anzusehen, wo er seine Argumentation ein bisschen detaillierter erklärt.
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