Efectos nucleares en la extracción de la función de estructura del neutrón

Abstract

Nuestra intención en este trabajo es presentar una revisión de los efectos nucleares en los fenómenos de dispersión inelástica profunda a partir de blancos de deuterio y de sus consecuencias en la extracción de la función de estructura del neutrón. En la primera sección señalamos la importancia de los datos sobre la función de estructura del neutrón en el estudio de la estructura partónica de los hadrones, tanto en lo referente a la extracción de las distribuciones de impulso partónicas como en la verificación de las distintas reglas de suma. También señalamos la imposibilidad de construir blancos de neutrones para experimentos de dispersión y la consiguiente necesidad del deuterón como blanco. La segunda sección resume las características nucleares del deuterón relevantes en la dispersión inelástica profunda y las consideraciones habituales que se hacen cuando se lo usa como blanco. También resumimos la situación experimental y teórica de los efectos conocidos cuando se usan blancos nucleares pesados en procesos de dispersión. La tercera sección presenta resultados experimentales recientes sobre deuterón en los cuales las expectativas teóricas previas no han sido satisfechas y han motivado fuertes controversias. En particular, tratamos la regla de suma de Gottfried y la dependencia en la escala de impulso del cociente entre las funciones de estructura de protón y neutrón. En la cuarta sección analizamos la validez de dichas espectativas, destacamos la relevancia de algún tipo de efecto nuclear en el análisis de los datos y proponemos una forma de extraer y parametrizar el mismo. También, planteamos dos modelos, complementarios en algún sentido, como origen y explicación del efecto: el modelo de recombinación de partones y otro basado en el contenido piónico del deuterón. La quinta sección muestra una serie de experimentos sensibles a los mecanismos propuestos para explicar el efecto y las correspondientes predicciones. Los mismos se refieren a la regla de suma de Bjorken para la dispersión con blancos y haces polarizados, la asimetría entre procesos de Drell-Yan en los cuales un protón incide sobre protones y neutrones, la dependencia en la escala del cociente entre las funciones de estructura de protón y neutrón y la dispersión de neutrinos. También comparamos nuestras predicciones con las de otras propuestas como la de ruptura de simetría de isospín en las distribuciones de quarks de mar de los nucleones, mostrando cómo los datos experimentales disponibles favorecen nuestro punto de vista. La última sección está dedicada a las conclusiones finales.