幫質子做斷層掃描

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編輯 John C. H. Chen 報導 美國Thomas Jefferson National Accelerator Facility的研究人員提出利用deeply virtual Compton scattering(深層虛康普頓散射(暫譯)DVCS)來測量質子中夸克的分布。

在醫學上，斷層掃描可以在不傷害人體的情況下檢測病人身體內部的狀況。科學家也提出了類似的構想來研究質子中夸克的分布。質子是由兩個上夸克和一個下夸克所構成。但是沒有人知道質子中的夸克是如何分布的，所以科學家提出利用DVCS來測量質子中的夸克分布圖。

DVCS的原理是利用高能量電子束射向液態氫(氫原子核就是質子)。在電子束碰撞氫原子的過程中，在某些機率較小的狀況下，電子束並不會直接跟氫原子碰撞，而是發射出一個虛光子來與質子中的夸克進行作用，而夸克吸收了這個虛光子會將所吸收到的能量以實光子的形式發出，而不會影響到質子本身。這個效應就相當於康普頓效應，因此被稱為深層虛(光子)康普頓散射。

所以當電子束跟質子碰撞後，探測器會收集到質子、電子還有許多光子。這些收集到的電子跟光子便會含有許多質子中夸克的訊息，例如夸克在質子中的位置。

這個實驗將在JeffersonLab的電子束升級之後進行，預計將可以增加我們對質子中夸克的分布還有質子自旋的了解。

原始論文
Scaling Tests of the Cross Section for Deeply Virtual Compton Scattering
C. Muñoz Camacho et al. (Jefferson Lab Hall A Collaboration)
Phys. Rev. Lett. 97, 262002 (2006) 參考來源：

• Physics News Update: Tomography of Protons

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