核物理主要研究的內(nèi)容是原子核和核子的結構及其背后的物理機制。高能核結構的理論主要是通過量子色動力學(Quantum Chromo-Dynamics,簡稱QCD)等各種理論工具來計算高能散射過程,而高能散射中的衍射過程是眾多過程中特別有意義的一種。在電子質(zhì)子深度非彈性散射中有較大一部分的事例是衍射過程。衍射過程對于高能核物理中的小x物理的研究特別是計劃中的電子離子對撞機(electron-ion collider,簡稱EIC)上尋找膠子飽和現(xiàn)象的研究尤其重要。高能散射衍射雙噴注的產(chǎn)生可以用來探測膠子Wigner分布的傅里葉變換。部分子量子相空間的Wigner分布函數(shù)包含了關于部分子分布的所有信息,因此被認為是所有分布函數(shù)的母函數(shù)。人們希望能夠找到實驗的探針去探測Wigner分布函數(shù)。在小x極限下,廣義橫向動量依賴(generalized transverse momentum dependent,簡稱GTMD)的膠子偶極子分布函數(shù)的傅里葉變換即為小x膠子Wigner分布函數(shù)。研究發(fā)現(xiàn)可以用高能散射衍射雙噴注的產(chǎn)生去探測小x膠子Wigner分布的傅里葉變換。我們在MV模型下,化簡小xGTMD膠子偶極子分布函數(shù)的傅里葉變換,并在本文中畫出了小x膠子分布函數(shù)xW隨q⊥和b⊥變化的三維立體圖像。為了全面地了解高能散射衍射,本文分別討論了經(jīng)典光學、量子力學和高能散射中的衍射過程及這三者的聯(lián)系與區(qū)別。在經(jīng)典光學中,一束平面波投射到障礙屏上時,可以用菲涅爾-基爾霍夫公式來計算這個過程。在高能粒子衍射中對于光學中衍射的應用,主要感興趣的是弗朗和費衍射。在對弗朗和費衍射進行分析計算后,會得到光學定理。從量子力學的角度和場論的角度出發(fā)也可以得到光學定理。光學定理構造了光學的衍射和量子力學以及量子場論之間的聯(lián)系。除了光學定理以外,經(jīng)典光學與高能散射衍射還有一些聯(lián)系與區(qū)別。平面波發(fā)生衍射,在接收屏上會形成衍射圖像,在QCD中彈性散射有類似的圖像。我們對經(jīng)典衍射進行分析的時候發(fā)現(xiàn):經(jīng)典衍射的總散射截面對應于高能散射的總散射截面,經(jīng)典衍射散射截面對應于高能散射的彈性散射截面,經(jīng)典衍射吸收截面對應于高能散射的非彈性散射截面。雖然經(jīng)典衍射和高能散射衍射有類似的地方,但它們也存在本質(zhì)的區(qū)別。
【學位單位】：華中師范大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：O571;O436.1
【部分圖文】：

圖１．１平面波經(jīng)過屏２：之后發(fā)生衍射逡逑

圖１．２推導亥姆霍茲－基爾霍夫積分理論：積分區(qū)域逡逑

圖１．３推導基爾霍夫衍射公式的幾何表示逡逑的光照到不透明的屏上，在這個屏上有一個孔如圖（１．３）

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本文編號：2815789