[論文レビュー] Calculating TMDs of an Unpolarized Target: Quasi-Classical Approximation and Quantum Evolution

Yuri V. Kovchegov, Matthew D. Sievert|arXiv (Cornell University)|May 5, 2015

Quantum Chromodynamics and Particle Interactions被引用数 10

ひとこと要約

本稿では、スピン-軌道結合を含む一般化された準古典的近似を用いて、非極化核における横運動量依存型一部粒子分布関数（TMD）を飽和に基づく形式的枠組みで計算する手法を開発する。大-xにおけるサドコフ形式因子を導出し、非極化および極化標的の小-xにおける進化を支配するのはそれぞれBK/JIMWLKおよびQCDレグゲロンダイナミクスであると特定する。

ABSTRACT

We set up a formalism for calculating transverse-momentum-dependent parton distribution functions (TMDs) using the tools of saturation physics. By generalizing the quasi-classical Glauber-Gribov-Mueller/McLerran-Venugopalan approximation to allow for the possibility of spin-orbit coupling, we show how any TMD can be calculated in the saturation framework. This can also be applied to the TMDs of a proton by modeling it as a large nucleus. To illustrate our technique, we calculate the quark TMDs of an unpolarized nucleus at large-x: the unpolarized quark distribution and the quark Boer-Mulders distribution. We observe that spin-orbit coupling leads to mixing between different TMDs of the nucleus and of the nucleons. We then consider the evolution of TMDs: at large-x, in the double-logarithmic approximation, we obtain the Sudakov form factor. At small-x the evolution of unpolarized-target quark TMDs is governed by BK/JIMWLK evolution, while the small-x evolution of polarized-target quark TMDs appears to be dominated by the QCD Reggeon.

研究の動機と目的

• TMD計算にスピン-軌道結合を組み込むため、準古典的Glauber-Gribov-Mueller/McLerran-Venugopalan近似を拡張すること。
• 非極化核標的におけるTMD計算を飽和フレームワークで可能とし、陽子を大きな核としてモデル化すること。
• 核およびその構成核子における異なるTMD成分の混合に及ぼすスピン-軌道結合の役割を調査すること。
• 大-xにおける二重対数近似を用いたTMD進化の分析と、小-xにおけるBK/JIMWLKおよびQCDレグゲロンダイナミクスによる進化の分析。

提案手法

• TMD形式的枠組みにスピン-軌道結合効果を組み込むために、準古典的近似を一般化する。
• 大-xにおける非極化核のクォークTMDを計算するためにフレームワークを適用し、特に非極化分布関数およびBoer-Mulders分布関数を対象とする。
• 二重対数近似を用いて、大-xにおけるTMD進化のサドコフ形式因子を導出する。
• BK/JIMWLK進化方程式を用いて、非極化標的クォークTMDの小-x進化を記述する。
• 極化標的クォークTMDの小-x進化において、QCDレグゲロンが支配的であることを特定する。
• 陽子を大きな核としてモデル化することで、飽和フレームワークを陽子TMDに適用する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 どのようにして、飽和フレームワークにおけるTMD計算のための準古典的近似にスピン-軌道結合を組み込むことができるか？
• RQ2 核およびその構成核子における異なるTMD成分の混合にスピン-軌道結合が果たす役割は何か？
• RQ3 二重対数近似における大-xにおけるTMD進化はどのように振る舞うか？
• RQ4 非極化標的クォークTMDの小-x進化を支配する進化方程式は何か？
• RQ5 極化標的クォークTMDの小-x進化を支配するダイナミクスは何か？

主な発見

• スピン-軌道結合は、核およびその構成核子における異なるTMD成分の混合を引き起こし、飽和フレームワークにおける非自明なスピン構造効果を示唆する。
• 大-xにおいては、二重対数近似によりサドコフ形式因子が得られ、TMDの主要対数的進化を記述する。
• 小-xにおいては、非極化標的クォークTMDの進化がBK/JIMWLK進化方程式によって支配される。
• 極化標的クォークTMDの小-x進化においては、QCDレグゲロンが支配的であり、特異なダイナミクス的領域であることを示唆する。
• この形式的枠組みにより、非極化核におけるクォークTMD、特に非極化分布関数およびBoer-Mulders分布関数を飽和アプローチを用いて計算可能となる。