[論文レビュー] DVCS amplitude in the parton model

M. Penttinen, M. V. Polyakov+2 more|ArXiv.org|Jun 28, 2000

Particle physics theoretical and experimental studies被引用数 44

ひとこと要約

この論文は、部分子モデルにおける深くバーチカルなコンプトン散乱（DVCS）振幅を計算し、横運動量およびスピン射影——新しい歪み部分子分布（SPD）に符号化された——が、振幅を明示的に横方向にすることを示している。主な結果は、$O(1/Q)$に比例するこれらの追加のSPDがゲージ不変性に不可欠であり、和則を通じてクォークの軌道的角運動量およびスピン構造を明らかにすることを可能にすることである。

ABSTRACT

We compute amplitude of deeply virtual Compton scattering in the parton model. We found that the amplitude up to the accuracy O(1/Q) depends on new skewed parton distributions (SPD's). These additional contributions make the DVCS amplitude explicitly transverse.

研究の動機と目的

• 部分子モデルにおけるDVCS振幅の$O(1/Q)$精度までの構造を特定すること。
• leading twistを超える文脈で、横運動量およびスピン射影が振幅に与える役割を特定すること。
• 新しい歪み部分子分布とヌクレオンのスピン構造との間の関係を和則を通じて確立すること。
• 部分子モデルがモデル近似であるにもかかわらず、ゲージ不変（横方向）の振幅をもたらすことを示すこと。
• DVCS観測量から主要なtwist SPDおよび軌道的角運動量を抽出するための基盤を提供すること。

提案手法

• オンシェル部分子を用いた部分子モデルを用い、無限大運動量フレームにおけるDVCSのハンドバッグ図を計算する。
• $ ilde{n}^\mu$, $n^\mu$, および横成分$\Delta_\perp^\mu$を用いた光線座標運動量分解を適用する。
• 時間順摂動論理を用いて振幅を計算し、各段階でゲージ不変性を保証する。
• 行列要素$\langle p'| \bar{\psi}(-z/2) \Gamma \psi(z/2) |p \rangle$（$\Gamma = n\!\!\!/ $ または $n\!\!\!/ \gamma_5$）を用いて振幅を導出する。
• 横方向射影から生じる新しいSPD $F_\mu$, $F_\mu^{(5)}$, $F_{\mu\perp}$, $F_{\mu\perp}^{(5)}$ を導入する。
• 演算子解析および光線演算子積展開に依拠し、$O(1/Q)$における振幅の構造を同定する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 部分子モデルにおけるDVCS振幅に、leading twist部分子分布を超えてどのような寄与が存在するか？
• RQ2 横運動量およびスピン射影は、DVCS振幅のゲージ不変性にどのように影響するか？
• RQ3 新しい歪み部分子分布とヌクレオンのスピン構造との間の関係は何か？
• RQ4 新しいSPDの第二モーメントの和則を導出し、既知の物理的観測量と関連づけることができるか？
• RQ5 $O(1/Q)$の寄与は、実験から主要なtwist SPD $H, \widetilde{H}, E, \widetilde{E}$ を抽出する際にどのように影響するか？

主な発見

• DVCS振幅は、電流行列要素の横方向射影に起因する追加寄与のおかげで、部分子モデルにおいて明示的に横方向である。
• 横運動量およびスピン成分から生じる$O(1/Q)$における新しい歪み部分子分布$F_{\mu\perp}$および$F_{\mu\perp}^{(5)}$が出現する。
• 関数$G_3(x,\xi)$は、$\int dx\, x\, G_3 = -L_q$を満たし、ジ・和則を通じてクォークの軌道的角運動量と関連づけられる。
• 和則$\int dx\, x\, \widetilde{G}_2 = -\frac{1}{2}\int dx\, x\, \widetilde{H} + \frac{\xi^2}{2}\int dx\, (H + E)$は、非フォワード運動量領域におけるエフレモフ＝リーダー＝テリャエフ和則を一般化する。
• 新しいSPDは、$\bar{\psi}G\psi$演算子の寄与がないと仮定すると、ワンツァラ＝ウィルツェク型の関係を通じて主要なtwist分布$H, \widetilde{H}, E, \widetilde{E}$と関連づけられる。
• $O(1/Q)$の寄与は$1/Q$の1次にのみ抑制されるため、SPDおよびスピン観測量の高精度抽出において顕著な寄与を示す。