強子結(jié)構(gòu)與共線高扭曲度因子化在高能反應中的應用.pdf

1、本篇論文致力于從高能反應過程自旋與核效應出發(fā)研究核子以及原子核的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，運用的理論工具是基于共線因子化的高扭度展開方法。高能反應是我們研究強子結(jié)構(gòu)與強相互作用性質(zhì)和發(fā)展QCD可靠計算方法的重要場所，自旋與核效應則是進行這類研究的重要手段。本文的主要工作集中在輕子-核子或原子核深度非彈性散射過程以及pp對撞中的輕子對產(chǎn)生等過程幾個相關前沿課題的研究上。 當前，隨著實驗與理論研究的發(fā)展，人們對高能反應及強子結(jié)構(gòu)的研究深入到高扭曲度

2、效應和部分子關聯(lián)函數(shù)方面。在高扭度共線因子化框架內(nèi)，高能反應的微分截面可以被因子化為微擾可算得部分子硬散射截面卷積一個普適的非微擾共線扭度-3和扭度-4部分子關聯(lián)函數(shù)的形式。利用這一方法，本文進行了如下幾方面的工作： 1）研究了pp對撞重夸克對產(chǎn)生過程中由于初/末態(tài)相互作用而導致的單自旋不對稱效應。由于所攜帶的色荷不同，重夸克和反重夸克經(jīng)受了不同強度的末態(tài)重散射，這導致了重夸克的單自旋不對稱在低能pp碰撞價夸克區(qū)是反重夸克的三倍

3、。有關這個模型獨立預言的實驗研究將提供單自旋不對稱潛在物理機制的關鍵檢驗。 2）在共線twist-3框架內(nèi)研究了非極化semi-inclusive DIS和PP對掩過程中產(chǎn)生超子的橫向極化問題。進一步地，我們將SIDIS中的共線twist-3結(jié)果和橫動量依賴因子化方法作比較，發(fā)現(xiàn)這兩種方法在中等橫動量區(qū)域是自恰的，描述了相同的物理。 3）研究了非極化Drell-Yan過程中輕子對cos（2φ）方位角不對稱問題。我們的計算

4、表明，在中等橫動量區(qū)，來自非極化核子的夸克-膠子關聯(lián)矩陣元的貢獻是主要的，并非通常想象的那樣在小q⊥區(qū)是階q⊥/Q壓低的，這里q⊥是輕子對橫動量，Q是輕子對質(zhì)量。因此，相應的Lam-Tung關系在中等橫動量區(qū)域也會被破壞。同時，我們也在共線higher twist框架內(nèi)研究了極化Drell-Yan過程中的輕子對角分布問題。通過將這個結(jié)果延拓到中等橫動量區(qū)，我們再一次確證共線higher twist方法和TMD因子化方法在中等橫動量區(qū)是自

5、恰的，給出相同的物理結(jié)果。 4）導出了twist-3夸克-膠子關聯(lián)函數(shù)的QCD標度演化方程。這些twist-3夸克-膠子關聯(lián)函數(shù)可以和k⊥-odd TMD分布函數(shù)的一階矩聯(lián)系起來。結(jié)果表明這些關聯(lián)函數(shù)的演化不是閉合的，演化核中包含了除它們自身之外更普遍的twist-3關聯(lián)函數(shù)。 5）證明了規(guī)范不變的TMD分布函數(shù)可以表示成包含了輸運算子的一系列higher twist共線關聯(lián)部分子函數(shù)求和形式。從這樣一個普遍的形式出發(fā)，

6、我們導出了橫動量分布的核展寬效應。采用最大兩膠子關聯(lián)近似，原子核中的TMD部分子分布函數(shù)可以表示成一個高斯分布卷積一個核子中TMD部分子分布的形式。 6）在推廣的處理原子核中部分子多重散射的共線因子化框架內(nèi)，深度輕子-原子核非彈散射的twist-4貢獻可以因子化為硬部分和兩部分子關聯(lián)矩陣元卷積的形式，但相關硬部分的汁算公式在光錐規(guī)范和協(xié)變規(guī)范下是完全不同的。本文中我們給出一個兩種規(guī)范下硬部分計算等價性的一個所有階的普遍證明。我們