QCD动力学下的π介子价夸克分布函数计算与特性

介子价夸克parton分布函数（PDF）是量子色动力学（QCD）框架下的一个重要概念，它描述了在高能粒子碰撞中，质子或中子内部夸克和胶子的分布特性。在本文《Physics Letters B》749卷的一篇文章中，作者Lei Chang和Anthony W. Thomas通过采用Dyson-Schwinger方程（DS方程）进行研究，这是一种非perturbative的方法，用于处理强相互作用中的深层次问题。 文章利用了彩虹梯形截断（rainbow ladder truncation）这一简化但有效的计算手段，对pion（π介子）的价夸克PDF进行了计算。这种方法在QCD的非重整化群流（RG flow）框架下，将强相互作用的复杂性简化到了一个可管理的程度。pion PDF的计算始于一个典型的强子尺度，大约为0.5 GeV，这是理论分析的起始点，也是后续尺度演化的基准。 为了确保初始状态下pion中轻子前动量的准确分配，作者们实施了一个修正的Leading Order（LO）表达式。这意味着，在PDF的定义上，化合价夸克在x值接近1时，它们承载了pion大部分的轻前动量，体现了QCD中的动态 chirality breaking（自发对称性破缺）现象。 在部分尺度（partonic scale）的5.2 GeV处，研究发现pion的PDF表现出明显的缩放行为，即当x接近1时，PDF随x的减小而按照一个幂律（1-x）ν的形式衰减。这里的ν值约为1.6，这是一个重要的动力学特征，反映了pion内部结构的动态演化。 这篇研究对于理解强子内部结构、验证QCD理论以及在高能物理实验如LHC中进行精确的理论预测具有重要意义。它不仅深化了我们对基本粒子性质的认识，也为探索更复杂的强相互作用过程提供了宝贵的参考。此外，Open Access标签表明，这项工作可以免费获取，促进了学术交流和知识共享。