Partonfördelningskvot

Partonfördelningskvoten, ofta förkortad som PDF (Parton Distribution Function), är ett begrepp inom partikelfysiken som beskriver sannolikheten att hitta en viss typ av partikel, en så kallad parton, inuti en hadron vid en given rörelsemängd. Hadroner, som protoner och neutroner, tros vara uppbyggda av mindre konstituenter kallade kvarkar och gluoner. Dessa kvarkar och gluoner kallas sammantaget för partoner.

En partonfördelningskvot ger information om hur dessa partoner är fördelade inom hadronen. Den är inte en enda funktion, utan snarare en uppsättning funktioner som beskriver sannolikheten för att hitta en parton med en viss bråkdel av hadronens totala rörelsemängd. Dessa kvoter beror också på den energiskala vid vilken interaktionen studeras, ett fenomen som kallas "scaling violation".

För att bestämma partons fördelningskvoter används experimentella data från kollisioner mellan partiklar, till exempel djupt inelastiska spridningsexperiment. Genom att analysera hur andra partiklar sprids ut från dessa kollisioner kan fysiker dra slutsatser om vilka partoner som fanns inuti den ursprungliga hadronen och med vilken rörelsemängd.

Partonfördelningskvoterna är avgörande för att förstå och förutsäga resultaten av kollisioner vid högenergiacceleratorer som Large Hadron Collider (LHC). De utgör en fundamental byggsten i den teoretiska beskrivningen av starka växelverkningar, som beskrivs av den kvantfältteori som kallas kvantkromodynamik (QCD). Utan dessa kvoter skulle det vara omöjligt att tolka de komplexa experimentella resultaten som produceras.