[論文レビュー] Collins and Sivers Transverse Spin Asymmetries for Pions and Kaons on Deuterons

M. Alekseev|arXiv (Cornell University)|Feb 15, 2008

Particle physics theoretical and experimental studies被引用数 3

ひとこと要約

本研究では、COMPASSで160 GeV/cのミューオンが横方向にスピンした6LiD標的にて散乱する過程において、識別されたパイオンおよびカイオンのコリンズおよびシヴァーズの横運動量依存性の非対称性を測定した。結果は、両非対称性が統計的不確実性の範囲内でゼロに近く、u-クォークとd-クォークの寄与の期待されるキャンセレーションを支持している。

ABSTRACT

The measurements of the Collins and Sivers asymmetries of identified hadrons produced in deep-inelastic scattering of 160 GeV/c muons on a transversely polarised 6LiD target at COMPASS are presented. The results for charged pions and charged and neutral kaons correspond to all data available, which were collected from 2002 to 2004. For all final state particles both the Collins and Sivers asymmetries turn out to be small, compatible with zero within the statistical errors, in line with the previously published results for not identified charged hadrons, and with the expected cancellation between the u- and d-quark contributions.

研究の動機と目的

• 深い非弾性散乱における識別されたハドロンのコリンズおよびシヴァーズの横運動量依存性非対称性を測定すること。
• ヌクレオン内のスピン-軌道相関に及ぼすu-クォークとd-クォークの寄与を調査すること。
• 非対称性におけるu-クォークとd-クォークの寄与の期待されるキャンセレーションを検証すること。
• 未識別な荷電ハドロンに対する以前の結果を、識別されたパイオンおよびカイオンへと拡張すること。
• 2002年から2004年までのデータを用いて、横方向にスピンした6LiD標的にて荷電パイオンおよび荷電・中性カイオンを分析すること。

提案手法

• 160 GeV/cのミューオンを横方向にスピンした6LiD標的にて深く非弾性散乱させ、ハドロン生成を調べた。
• 粒子識別技術を用いて、荷電パイオンおよび荷電・中性カイオンの識別されたハドロンを再構築した。
• コリンズおよびシヴァーズ非対称性は、レプトン散乱面に対して相対的な検出されたハドロンの方位角分布から抽出された。
• 統計的不確実性は、標準的な誤差伝搬およびリサンプリング技術を用いて評価された。
• 2002年から2004年までに収集されたすべてのデータを用いて分析を行い、高い統計的精度を確保した。
• 結果は、特にu-クォークとd-クォークの寄与のキャンセレーションを想定した単純なクォーク模型の期待値と比較された。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ミューオン-重水素散乱における識別された荷電パイオンのコリンズ非対称性は何か？
• RQ2 同じ運動量領域における識別された荷電および中性カイオンのシヴァーズ非対称性は何か？
• RQ3 識別されたハドロンの測定された非対称性は、期待されるようにu-クォークとd-クォークの寄与のキャンセレーションを示すか？
• RQ4 識別されたハドロンの結果は、未識別な荷電ハドロンに対する以前の測定結果とどのように異なるか？
• RQ5 すべての最終状態粒子について、非対称性は統計的不確実性の範囲内でゼロとみなせるか？

主な発見

• 荷電パイオンのコリンズ非対称性は、統計的不確実性の範囲内でゼロと一致する。
• 荷電パイオンのシヴァーズ非対称性も統計的誤差の範囲内でゼロと一致する。
• 荷電および中性カイオンのコリンズ非対称性には顕著な信号がなく、ゼロと一致する。
• カイオンのシヴァーズ非対称性も同様に小さく、ゼロと整合的である。
• すべての非対称性は小さく、ゼロからの顕著なずれを示さず、u-クォークとd-クォークの寄与の期待されるキャンセレーションを支持する。
• 結果は、未識別な荷電ハドロンに関する以前に発表されたデータおよび理論的予想と整合している。