描繪質子內部立體風景的部分子物理

真正揭露質子內部神秘面紗的實驗，是在六零年代末在史丹佛大學的直線加速器（Stanford Linear Accelerator Center,簡稱SLAC）進行的質子-電子的深度非彈性碰撞（Deep Inelastic Scattering，簡稱DIS）。所謂的深度，是指Q2值很高，而非彈性則是指碰撞前後的動能不守恆，實際上，由於巨大的動量從電子傳到質子，在碰撞後質子幾乎都被撞碎了。很難想像這樣的實驗居然會提供任何有用的資訊，但是非常幸運的是SLAC的理論物理學家James D Bjorken觀察到一件重要的事實：原本電子-質子DIS的散射截面決定於兩個結構函數（structure functions），這兩個結構函數原本應該是這兩個變數：ν，電子碰撞前後的能量差（在靶為靜止的實驗座標系測量）與Q2的函數，但是在Q2很高的情況下，結構函數卻似乎逐漸與Q2無關！James D Bjorken Q2提出一個假設，假設Q2與ν都趨向無窮大，但是兩者比值固定，換言之，如果採用新的變數x = Q2 / 2Mν，0≦x≦1，M是質子的質量。那麼兩個結構函數F1與F2都只是x的函數。這個極限被稱為Bjorken極限。