Τα πρώτα πειράματα σκέδασης που διερευνούσαν την δομή του πρωτονίου κατέληξαν σε ένα ενδιαφέρον αποτέλεσμα. Τα πρωτόνια αντί να είναι φτιαγμένα μόνο από σημειακά σωματίδια (κουάρκ), φαινόταν ότι στο εσωτερικό τους συμβαίνουν περισσότερα:
Η «μεγέθυνση» ενός πρωτονίου αντιστοιχεί στη σύγκρουσή του με δέσμες σωματιδίων συνεχώς αυξανόμενης ενέργειας. Όπως για να δούμε έναν στόχο στον μικρόκοσμο πρέπει χρησιμοποιήσουμε φως με μικρότερο μήκος κύματος, έτσι και η υψηλότερη ενέργεια στην δέσμη σωματιδίων (λ=h/p), έχει ως αποτέλεσμα καλύτερη διακριτική ικανότητα.
Αν το πρωτόνιο ήταν σημειακό σωματίδιο, όπως το ηλεκτρόνιο, τότε η κατανομή των σκεδαζόμενων σωματιδίων θα περιγραφόταν από μια επίπεδη συνάρτηση μεταφερόμενης ορμής: ο μετασχηματισμός Fourier μιας συνάρτησης δέλτα είναι μια σταθερά.
Τα πειράματα σκέδασης αποκάλυψαν κάτι διαφορετικό. Δείχνουν ότι το σχήμα αυτής της κατανομής εξαρτάται από την ορμή που μεταφέρει κάθε συστατικό του πρωτονίου. Στο παρακάτω διάγραμμα, x=1/3 σημαίνει ότι το καθένα φέρει το 1/3 της
η ορμής του πρωτονίου και x<<1 σημαίνει ότι το καθένα συστατικό φέρει ένα μικροσκοπικό κλάσμα:
Τι συμβαίνει; Αυτή η αποκαλούμενη «παραβίαση κλιμάκωσης» είναι ένα σημάδι ότι το πρωτόνιο δεν είναι απλώς ένας σάκος από σημειακά κουάρκ. Έχει μια δυναμική υπο-δομή, αποτελούμενη από μια θάλασσα σωματιδίων που παράγονται από τη διάσπαση και τη συγχώνευση γλοιονίων στο εσωτερικό του πρωτονίου.
Το γεγονός ότι το εσωτερικό ενός πρωτονίου φαίνεται διαφορετικό αν ανιχνεύεται με διαφορετική μεταφορά ορμής ήταν ένα πρώτο βήμα για την κατανόηση της κβαντικής χρωμοδυναμικής (QCD).
Το προαναφερθέν κλάσμα ορμής x, ονομάζεται «Bjorken-x», και πήρε το όνομά του από τον σπουδαίο James Bjorken (JD Bjorken), έναν γίγαντα της σωματιδιακής φυσικής, που έφυγε από τη ζωή αυτόν τον μήνα, σε ηλικία 90 ετών.
Πηγή: physicsgg
