王滨龙，吕晓睿，郑阳恒

(中国科学院大学物理科学学院， 北京 100049) (2020年5月6日收稿； 2020年5月25日收修改稿)

原子核物理与强子物理研究中一个重大的课题便是核子结构。核子是对质子和中子的统称，即构成原子核的粒子。最初人们认为质子自旋角动量的主要贡献来自组分夸克的自旋角动量以及它们之间的轨道角动量。然而电子与质子的散射实验发现，组分夸克的贡献仅占质子自旋的一小部分(约20%)。这一实验观测被称为“自旋危机(spin puzzle)”。现在质子自旋来源通常认为包括价夸克、海夸克和胶子的极化与轨道角动量贡献。质子内部结构的了解还远不足以解释其自旋的起源。这是因为测量质子内部各种成分的极化和轨道角动量十分困难。在粒子物理标准模型中，量子色动力学(quantum chromodynamics,QCD)是描述强相互作用的理论。在QCD因子化定理框架下，核子内部结构由部分子(夸克和胶子)分布函数所描述。横动量依赖(transverse momentum dependent,TMD)的部分子分布函数为描述部分子在横向动量空间的分布。轻子-核子半单举非弹性散射(semi-inclusive deep inelastic scattering,SIDIS)是实验测量TMD部分子分布函数的理想过程，其末态角分布结构为部分子分布函数与碎裂函数的卷积。实验上通过测量角分布结构抽取TMD函数和碎裂函数。

部分子碎裂到强子的产生过程无法精确计算，需要使用因子化方法引入夸克碎裂函数给出。Collins函数[1-2]则是考虑了部分子自旋的碎裂函数。实验上测量的夸克碎裂函数将作为重要输入，理解强相互作用的非微扰性质。……