核物理主要研究的內(nèi)容是原子核和核子的結(jié)構(gòu)及其背后的物理機(jī)制。高能核結(jié)構(gòu)的理論主要是通過(guò)量子色動(dòng)力學(xué)(Quantum Chromo-Dynamics,簡(jiǎn)稱QCD)等各種理論工具來(lái)計(jì)算高能散射過(guò)程,而高能散射中的衍射過(guò)程是眾多過(guò)程中特別有意義的一種。在電子質(zhì)子深度非彈性散射中有較大一部分的事例是衍射過(guò)程。衍射過(guò)程對(duì)于高能核物理中的小x物理的研究特別是計(jì)劃中的電子離子對(duì)撞機(jī)(electron-ion collider,簡(jiǎn)稱EIC)上尋找膠子飽和現(xiàn)象的研究尤其重要。高能散射衍射雙噴注的產(chǎn)生可以用來(lái)探測(cè)膠子Wigner分布的傅里葉變換。部分子量子相空間的Wigner分布函數(shù)包含了關(guān)于部分子分布的所有信息,因此被認(rèn)為是所有分布函數(shù)的母函數(shù)。人們希望能夠找到實(shí)驗(yàn)的探針去探測(cè)Wigner分布函數(shù)。在小x極限下,廣義橫向動(dòng)量依賴(generalized transverse momentum dependent,簡(jiǎn)稱GTMD)的膠子偶極子分布函數(shù)的傅里葉變換即為小x膠子Wigner分布函數(shù)。研究發(fā)現(xiàn)可以用高能散射衍射雙噴注的產(chǎn)生去探測(cè)小x膠子Wigner分布的傅里葉變換。我們?cè)贛V模型下,化簡(jiǎn)小xGTMD膠子偶極子分布函數(shù)的傅里葉變換,并在本文中畫(huà)出了小x膠子分布函數(shù)xW隨q⊥和b⊥變化的三維立體圖像。為了全面地了解高能散射衍射,本文分別討論了經(jīng)典光學(xué)、量子力學(xué)和高能散射中的衍射過(guò)程及這三者的聯(lián)系與區(qū)別。在經(jīng)典光學(xué)中,一束平面波投射到障礙屏上時(shí),可以用菲涅爾-基爾霍夫公式來(lái)計(jì)算這個(gè)過(guò)程。在高能粒子衍射中對(duì)于光學(xué)中衍射的應(yīng)用,主要感興趣的是弗朗和費(fèi)衍射。在對(duì)弗朗和費(fèi)衍射進(jìn)行分析計(jì)算后,會(huì)得到光學(xué)定理。從量子力學(xué)的角度和場(chǎng)論的角度出發(fā)也可以得到光學(xué)定理。光學(xué)定理構(gòu)造了光學(xué)的衍射和量子力學(xué)以及量子場(chǎng)論之間的聯(lián)系。除了光學(xué)定理以外,經(jīng)典光學(xué)與高能散射衍射還有一些聯(lián)系與區(qū)別。平面波發(fā)生衍射,在接收屏上會(huì)形成衍射圖像,在QCD中彈性散射有類似的圖像。我們對(duì)經(jīng)典衍射進(jìn)行分析的時(shí)候發(fā)現(xiàn):經(jīng)典衍射的總散射截面對(duì)應(yīng)于高能散射的總散射截面,經(jīng)典衍射散射截面對(duì)應(yīng)于高能散射的彈性散射截面,經(jīng)典衍射吸收截面對(duì)應(yīng)于高能散射的非彈性散射截面。雖然經(jīng)典衍射和高能散射衍射有類似的地方,但它們也存在本質(zhì)的區(qū)別。
【學(xué)位單位】：華中師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：O571;O436.1
【部分圖文】：

圖１．１平面波經(jīng)過(guò)屏２：之后發(fā)生衍射逡逑

圖１．２推導(dǎo)亥姆霍茲－基爾霍夫積分理論：積分區(qū)域逡逑

圖１．３推導(dǎo)基爾霍夫衍射公式的幾何表示逡逑的光照到不透明的屏上，在這個(gè)屏上有一個(gè)孔如圖（１．３）

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