考虑夸克轨道激发的质子与中子形状因子

核子形状因子在研究核子动力学以及任意核子速度下波函数的显式结构中起着特别重要的作用。本文旨在从理论上解释截面测量（通过 Rosenbluth 方法）中实验测得的所有四个核子形状因子，即几乎相等的归一化形状因子 $G^p_E,G^p_M,G^n_M$，以及极化转移实验中发现的急剧下降的质子电形状因子。利用相对论超球形式体系表明，最低近似下的核子波函数给出如 Rosenbluth 截面中所见的几乎相等的归一化形状因子，但在高阶分量中它们含有大量夸克轨道角动量的混合，这会使 $G^p_E$ 急剧下降，且该效应可能在极化转移方法中被探测到（在经典截面实验中未见）。此外，高阶分量的相同混合解释了小的正形状因子 $G^n_E$。利用标准及洛伦兹收缩的波函数，将所得形状因子 $G^p_M(Q),G^p_E(Q),G^n_M(Q)$ 计算至 $Q^2\approx 10$ GeV$^2$，结果显示与实验数据合理吻合。