Partonmodellen

Partonmodellen er en teoretisk ramme i højenergifysik, der beskriver hadroner som sammensatte af partoner, typisk kvarker og gluoner, når de udsættes for høj energi og små afstande. Ideen opstod i 1960’erne som en forklaring på dyb inelastisk spredning (DIS) eksperimenter, blandt andet ved SLAC, hvor strukturfunktionerne viste tilnærmet skalering (Bjorken-skalering). I en højenergisk karrusellramme kan et hadron derfor beskrives som en kollektion af quasi-fri partoner med specifikke momentumfraktioner x.

Hovedideen i partonmodellen er, at kryssektioner for hadron-hadron eller lepton-hadron proceser kan deles i to dele: partonfordelingsfunktioner (PDF’er), som beskriver sandsynligheden for at finde en given parton med en bestemt x i hadronet, og kortdistance, perturbativt beregnelige parton-krydssektioner. Dette gør det muligt at forudsige eksperimentelle målinger ved hjælp af universelle PDFs og beregnede parton-skalaafhængige kvantumkromodynamiske (QCD) processer.

QCD forklarer også, hvordan PDFs ændrer sig med firekvadrato, Q^2, gennem DGLAP-udviklingsligningerne (Altarelli-Parisi-ligningerne). Gluoner spiller en central rolle, især ved små x, hvilket medfører skalforskydninger i strukturfunktionerne som F2(x, Q^2). Partonmodellen er derfor i dag en praktisk del af QCD-faktorisation, og PDFs udledes fra data og bruges til at beregne kryds-sektioner i højenergi-sammenhænge, herunder ved LHC. Modellen er ikke en fuldstændig beskrivelse af nonperturbative fænomener, men fungerer som et effektivt værktøj i højenergiprocesser.