Le Generalised parton distributions (GPDs) forniscono una rappresentazione unificata della struttura adronica, essendo in esse codificate le informazioni inerenti alle funzioni di distribuzione partoniche standard (PDFs) e ai fattori di forma elettromagnetici, ed aggiungendo a tali descrizioni le informazioni sulla correlazione tra i diversi gradi di libertà che esse codificano. Le GPDs permettono di studiare un aspetto innovativo ed essenziale della struttura del nucleone, ovvero la localizzazione dei partoni nel piano trasverso al moto e la correlazione tra la posizione e il moto longitudinale di essi, fornendo in tal modo un’immagine tomografica del nucleone (analoga alla tomografia che si realizza nella diagnostica medica). La possibilità di descrivere le distribuzioni di momento longitudinale ad una determinata localizzazione trasversa costituisce un prerequisito essenziale per studiare la cosiddetta relazione di Ji, che collega una determinata combinazione di GPD al momento angolare totale dei partoni nel nucleone. Da questa quantità è possibile estrarre il momento angolare orbitale dei quark, che rappresenta un prerequisito essenziale per la compresione della struttura adronica. Queste funzioni di struttura multidimensionali rivestono poi un ruolo essenziale per la comprensione della struttura adronica in termini dei gradi di libertà della QCD. Ad esempio, la conoscenza della struttura spaziale iniziale di quark e gluoni all’interno del nucleone è essenziale per la corretta interpretazione dei dati relativi alle collisioni di ioni pesanti relativistici funzionali alla ricerca del quark-gluon plasma.
Le GPD sono studiate attraverso processi esclusivi, dove il nuclone rimane intatto e lo stato finale viene integralmente ricostruito. Tra essi, i processi principali sono il DVCS (Deeply-Virtual Compton Scattering, diffusione Compton profondamente virtuale) e il DVMP (Deeply-Virtual Meson Production, produzione di mesoni profondamente virtuale). Se, da una parte, il DVCS è il canale più facilmente interpretabile in termini di GPD, il DVMP fornisce, in aggiunta, informazioni dipendenti dal sapore dei quark costituenti. Entrambi questi processi verranno dettagliatamente analizzati negli esperimenti previsti dal programma di fisica a 12 GeV del JLab.