Quarkinhoud

Quarkinhoud verwijst naar de samenstelling van hadronen uit quarks en anti-quarks, en de rol van gluonen bij die samenstelling. Bij elk hadron bepaalt de valentie-quarkconfiguratie de fundamentele quantumgetallen zoals elektrische lading en baryonisch cijfer, terwijl zee-quarks en gluonen een dynamische aanvulling vormen die afhankelijk is van de energie- of momentumoverdrachtschaal van het systeem. De quarkinhoud is daarom niet absoluut vast, maar verandert met de energie waarop het hadron wordt geproefd.

Valentie-quarks vormen de kern van de quarkinhoud: een proton heeft bijvoorbeeld drie valentie-quarks (uud), een neutron udd, en mesonen hebben een quark-anti-quarkpaar, zoals π+ met u en anti-d. Zee-quarks ontstaan door gluonsplitten g → q q̄ en leveren extra quark-antiquarkparels die de interne structuur op hoge energieën beïnvloeden. De verdelingen van zowel valentie- als zee-quarks hangen af van de mate van momentum die de quarks dragen, uitgedrukt in partonverdelingsfuncties (PDF’s) die afhankelijk zijn van de schaal Q^2.

De quarkinhoud wordt bestudeerd met experimenten zoals diep-inelastische scattering (DIS), Drell–Yan processen en jetproducties. These waarnemingen worden geïnterpreteerd met PDFs en gerelateerde hoevelheden. In theorie vereist de beschrijving van quarkinhoud zowel perturbatieve als niet-perturbatieve QCD, waarbij evolutie van PDFs met Q^2 wordt beschreven door DGLAP-vergelijkingen. Lattice QCD biedt daarnaast niet-perturbatieve berekeningen van bijdrage van quarkinhoud aan massa en sigma-terms van hadronen. Samengevat bepaalt quarkinhoud hoe hadronen reageren in hoogenergetische processen en hoe hun interne structuur verzonken is in QCD.