[論文レビュー] Azimuthal asymmetries and Collins analyzing power

А. В. Ефремов, K. Goeke+1 more|High-Energy Physics Literature Database (CERN, DESY, Fermilab, IHEP, and SLAC)|Jun 26, 2002

Particle physics theoretical and experimental studies被引用数 6

ひとこと要約

本論文は、チャーミカルクォークソリトンモデル（χQSM）を用いた転位分布の理論的説明と、DELPHIデータによるコリンズ分裂関数の理論的説明を組み合わせ、π^+およびπ^0の電磁生産における方位対称性のパラメータフリーな理論的説明を提示する。HERMESデータからz依存性を抽出し、重水素標的に向けた予測をし、CLASデータからtwist-3分布関数e(x)を抽出することで、調整パラメータなしに実験的対称性と整合する。

ABSTRACT

Spin azimuthal asymmetries in pion electro-production in deep inelastic scattering off longitudinally polarized protons, measured by HERMES, are well reproduced theoretically with no adjustable parameters. Predictions for azimuthal asymmetries for a longitudinally polarized deuteron target are given. The z-dependence of the Collins fragmentation function is extracted. The first information on e(x) is extracted from CLAS A_LU asymmetry.

研究の動機と目的

• HERMESが測定した、スピンが縦方向に偏った陽子からのπ^+およびπ^0の電磁生産における観測された方位対称性を、調整パラメータのない理論的枠組みで説明すること。
• 転位分布h₁(x)のモデル予測を用いて、HERMESデータからコリンズ分裂関数H₁⊥(z)のz依存性を抽出すること。
• HERMESにおける縦方向に偏った重水素標的に向けたπ^+およびK^+の生産における方位対称性を予測すること。
• CLASが得たA_LU^sinϕ対称性データから、未知の関数であるtwist-3分布関数e(x)を抽出すること。

提案手法

• 調整パラメータのないチャーミカルクォークソリトンモデル（χQSM）を用いて、QCD制約と整合する転位分布h₁^a(x)を計算する。
• 弱いスケール依存性を仮定し、コリンズ分析的パワー|⟨H₁⊥⟩/⟨D₁⟩| = (12.5 ± 1.4)% の「楽観的」DELPHI結果を適用する。
• HERMESデータのπ^+およびπ^0生産のz依存性をフィッティングすることで、H₁⊥(z)/D₁(z)を抽出し、H₁⊥(z) = (0.33 ± 0.06)z D₁(z) を得る。
• 抽出されたH₁⊥(z)/D₁(z)比とCLASのA_LU^sinϕ対称性を用いて、⟨Q²⟩ = 1.5 GeV²におけるe^u(x) + ¼e^d̄(x)のフレーバー結合を抽出する。
• アイソスピン対称性と好ましい分裂を仮定し、D₁およびH₁⊥に対して⟨H₁⊥^K⟩/⟨D₁^K⟩ ≈ ⟨H₁⊥^π⟩/⟨D₁^π⟩を仮定して、K^+の予測を行う。
• h₁^⊥(1)Lとh₁との関係をWW型近似で扱い、対称性式におけるtwist-3項を無視する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 スピンが縦方向に偏った陽子からのπ^+およびπ^0の電磁生産における方位対称性は、χQSMと既存のコリンズ関数データを用いて調整パラメータなしに説明可能か？
• RQ2 HERMESデータのπ^+およびπ^0生産から抽出されたH₁⊥(z)のz依存性は何か？
• RQ3 HERMESにおける縦方向に偏った重水素標的に向けたπ^+およびK^+生産における方位対称性の予測は何か？
• RQ4 抽出されたH₁⊥(z)を用いて、CLASデータのA_LU^sinϕ対称性からtwist-3分布関数e(x)を抽出可能か？

主な発見

• HERMESのA_UL^sinϕおよびA_UL^sin2ϕデータは、χQSMによるh₁^a(x)予測と「楽観的」DELPHI値|⟨H₁⊥⟩/⟨D₁⟩| = (12.5 ± 1.4)% によって、調整パラメータなしに良好に再現される。
• コリンズ関数のz依存性はH₁⊥(z) = (0.33 ± 0.06)z D₁(z) として抽出され、平均分析的パワー⟨H₁⊥⟩/⟨D₁⟩ = (13.8 ± 2.8)% が得られ、DELPHI結果と整合的である。
• 重水素標的における方位対称性の予測では、π^+およびK^+に対してsinϕおよびsin2ϕの対称性が顕著に現れるが、K^-およびK̄^0の対称性はほぼゼロになると予測される。
• CLASデータからe^u(x) + ¼e^d̄(x)が統計誤差を伴って抽出され、Sofferの上限と積分和則∫e(x)dx ≈ 10と整合的であることが判明した。
• すべてのsinϕ対称性は、対称性式における負の符号と、h₁(x)がh_L(x)よりも硬い挙動を示すことから、x ≈ 0.5で符号を変えるが、これは分裂仮定に敏感である。
• 本分析により、縦方向に偏った標的を用いることで転位が測定可能であり、COMPASSのような実験でΔGの同時測定が可能であることが示された。