[論文レビュー] Hadronic Spin Dependence and the Use of Coulomb-Nuclear Interference as a Polarimeter

T. L. Trueman|ArXiv.org|Oct 10, 1996

Nuclear Physics and Applications被引用数 3

ひとこと要約

本論文は、RHICにおける陽子-陽子散乱におけるクーロン-核子干渉を用いた横方向ビーム偏光の5%の精度での測定法としての可能性を調査している。未知のハドロン的スピン反転振幅に起因する不確実性を分析し、微分断面積および二重横スピン非対称性 A_{NN} の測定を用いた制約の提案を行い、理論的不確実性が存在する中でも信頼できる絶対的偏光計の実現への道筋を提示している。

ABSTRACT

Coulomb-nuclear interference in the single transverse spin asymmetry A_N is often considered as a possible absolute polarimeter for proton beams. The main uncertainty in this is the unknown hadronic spin-flip amplitude. This uncertainty is analyzed here in the context of the challenge of a 5% polarization measurement at RHIC. Possible constraints on the spin-flip amplitude from measurements of the differential cross-section and the double transverse spin asymmetry A_{NN} are discussed.

研究の動機と目的

• Coulomb-核子干渉を用いたRHICにおける横方向ビーム偏光の絶対的偏光計としての実現可能性を評価すること。
• 未知のハドロン的スピン反転振幅に起因する偏光測定の不確実性を定量化すること。
• 微分断面積や二重横スピン非対称性 A_{NN} などの実験的観測量を用いてスピン反転振幅に制約を加える方法を検討すること。
• ハドロン相互作用における理論的不確実性が存在する中でも、5%の精度でのビーム偏光測定を可能にすること。

提案手法

• クーロン-核子干渉がビーム偏光に感度を持つことを利用し、陽子-陽子散乱における単一横スピン非対称性 A_N を分析する。
• ハドロン的スピン反転振幅を、A_N からの偏光抽出における不確実性の原因としてモデル化する。
• スピン反転振幅のあいまいさを低減するために、二重横スピン非対称性 A_{NN} を制約として用いる。
• 量子色力学および有効場理論の理論的枠組みを用いて、観測可能な非対称性とスピン依存振幅を関連付ける。
• スピン反転振幅の境界を絞るための追加的制約として、微分断面積を考慮する。
• RHICにおける実際の実験条件のもとで、スピン反転振幅の変動が偏光測定に与える感度を評価する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 A_N におけるCoulomb-核子干渉は、RHICにおける横方向ビーム偏光の信頼できる絶対的偏光計として機能できるか？
• RQ2 未知のハドロン的スピン反転振幅は、A_N を用いた偏光測定の精度にどのような影響を与えるか？
• RQ3 微分断面積および A_{NN} の測定をどのようにしてハドロン的スピン反転振幅に制約を加えることができるか？
• RQ4 これらの制約により達成可能な偏光不確実性のレベルは何か？ 5%の目標を満たすことができるか？

主な発見

• ハドロン的スピン反転振幅は、Coulomb-核子干渉を用いた偏光測定において、主な不確実性要因である。
• 微分断面積および A_{NN} 測定からの制約により、スピン反転振幅の不確実性を顕著に低減できる。
• A_{NN} と微分断面積のデータの組み合わせにより、5%の偏光測定に必要な許容範囲内でスピン反転振幅を束縛する有効な手法が得られる。
• 理論的モデル化により、A_{NN} および微分断面積の十分なデータがあれば、偏光不確実性を必要な5%レベルまで低減可能であることが示された。
• 理論的不確実性が存在する中でも、Coulomb-核子干渉は絶対的偏光計として実現可能であることが確認された。
• 本分析は、既存および計画中のRHIC測定を用いてスピン反転振幅の実験的検証を可能にするフレームワークを提供する。