聚焦于质子内部动力学的基本特性

质子有横向自旋夸克也有横向自旋。张量电荷可以通过各种方法来计算“上”和“下”夸克，以量化它们在质子中的总横向自旋。图片来源:托马斯·杰斐逊国家加速器设施

质子内部是叫做夸克的基本粒子。夸克和质子有一种叫做自旋的固有角动量。旋转可以指向不同的方向。当它垂直于质子的动量时，它被称为横向自旋。就像质子携带电荷一样，它也有另一种基本电荷叫做张量电荷。张量电荷是具有横向自旋的质子中夸克的净横向自旋。

从实验数据中获得张量电荷的唯一方法是利用量子色动力学理论(QCD)提取“横向”函数。这个通用函数编码了自旋与质子在横向方向上的自旋方向一致的夸克和反自旋方向一致的夸克的数量差异。利用最先进的数据科学技术，研究人员最近对张量电荷进行了最精确的经验测定。

由于被称为约束的现象，夸克总是被束缚在质子或其他强子(具有多个夸克的粒子)中。挑战在于将夸克相互作用理论(QCD)与涉及强子的高能碰撞的实验测量联系起来。

来自QCD专题协作(TMD协作)中横向动量依赖强子结构的协调理论方法的研究人员与托马斯杰斐逊国家加速器设施(杰斐逊实验室)角动量协作(JAM协作)合作，分析了来自质子和/或夸克横向极化的广泛实验的数据。这使得对质子张量电荷的最精确的经验测定成为可能。张量电荷不仅是质子的基本性质，而且在寻找新的物理学中也是必需的。

然后将结果与晶格QCD计算的质子张量电荷进行比较，后者在超级计算机上模拟质子的结构。在大约十年的研究结果表明经验方法和晶格QCD在质子张量电荷方面存在分歧之后，研究人员第一次发现了两者之间的一致性。他们的研究结果发表在《物理评论D》杂志上。

实证研究采用QCD理论和最先进的数值方法。分析的关键部分是利用电子-正电子、电子-质子和质子-质子散射的数据。这为QCD全球分析开辟了一个新的前沿，同时包括所有可能的测量，如来自未来电子-离子对撞机和杰斐逊实验室12gev的测量，以继续提高提取质子张量电荷的精度和准确性。

更多信息:Leonard Gamberg等人，更新单横向自旋不对称的QCD全局分析:提取H ~以及软界和晶格QCD的作用，物理评论D(2022)。DOI: 10.1103 / PhysRevD.106.034014

期刊信息:Physical Review D