[論文レビュー] Models for transverse-momentum distributions and transversity

Alessandro Bacchetta|arXiv (Cornell University)|Nov 28, 2011

Quantum Chromodynamics and Particle Interactions参考文献 6被引用数 1

ひとこと要約

本稿は、横運動量分布（TMD）および横スピン（transversity）のモデルをレビューし、実験的データとヌクレオンの非摂動的構造を結びつける役割を強調する。モデルから導かれるTMD、GPD、角運動量の関係を示し、これらのモデルがTMDからクォークの軌道的角運動量を初めて抽出可能にしたことを示し、その結果は独立した推定値と整合的である。

ABSTRACT

I present a short review of models for transverse-momentum distributions and transversity, with a particular attention on general features common to many models. I compare some model results with experimental extractions. I discuss the existence of relations between different functions, their limits of validity, their possible use.

研究の動機と目的

• 非摂動的QCDの取り扱いにくさのため、有効モデルを用いてヌクレオンのパートオン的構造の理解を体系化すること。
• 実験的データが、多次元パートオン分布の完全な図像の射影しか得られないという制限に対処すること。
• TMD、GPD、および一般化パートオン分布の間のモデルに基づく関係を探索し、完全なヌクレオン構造を再構築すること。
• モデル仮定を用いてTMDからクォークの軌道的角運動量を抽出し、独立した推定値と比較すること。
• Wandzura–Wilczek関係やローレンツ不変性に由来する関係などの関係が、モデル枠組みにおいてどの程度妥当で有用であるかを評価すること。

提案手法

• 有効モデル（例：スペンサー・モデル、バッグモデル、共変パートオンモデル）を用い、TMDと他のパートオン分布との間の関係を導出する。
• Jiの関係を適用し、Sivers TMDを前向極限でのGPD Eと、'レンズ関数'との畳み込みで結びつけることで角運動量を接続する。
• モデルに基づく仮定を用いてT-奇およびT-偶TMDを関連づけ、g1 − h1 = k⊥²/(2M²) h⊥1T などの関係を用いる。
• f⊥(0)q1T(x) = −L(x) Eq(x,0,0) の関係を用い、Sivers関数とGPD Eを結びつけ、角運動量の抽出を可能にする。
• 半積分的単一スピン不均衡データおよびヌクレオンの異常磁気モーメントのグローバルフィットを実施し、角運動量を抽出する。
• 抽出された角運動量の値を、独立したLattice QCDおよび物性的推定値と比較することで、結果の妥当性を検証する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 有効モデルは、TMD、GPD、および他のパートオン分布の間で信頼できる関係を提供できるか、完全なヌクレオン構造を再構築できるか？
• RQ2 Wandzura–Wilczek関係やローレンツ不変性に由来する関係のようなモデルから導かれる関係が、非摂動的領域でもどの程度成り立つか？
• RQ3 Sivers関数とGPD Eは、モデル依存の畳み込みによって結びつけられ、軌道的角運動量の抽出が可能か？
• RQ4 モデルに基づくクォークの軌道的角運動量の推定値は、独立した物性的およびLattice QCDの結果とどの程度整合的か？
• RQ5 g1 − h1 = k⊥²/(2M²) h⊥1T などの関係は、パートオン的構造を記述する上で、非摂動的領域で有用な近似として成立するか？

主な発見

• Sivers–GPD E関係を用いた、TMDからクォークの軌道的角運動量を初めてモデルに依存する形で抽出した。
• Q² = 4 GeV² において、抽出されたクォークの角運動量は Ju = 0.229 ± 0.002+0.008−0.012 であり、独立した推定値と整合的である。
• Jū、Jd、およびJd̄ の値は、それぞれ Jū = 0.015 ± 0.003+0.001−0.000、Jd = −0.007 ± 0.003+0.020−0.005、Jd̄ = 0.022 ± 0.005+0.001−0.000 である。
• 抽出された角運動量の値は、Lattice QCDおよび他の物性的解析の結果と整合的である。
• g1 − h1 = k⊥²/(2M²) h⊥1T や f⊥(0)q1T(x) = −L(x) Eq(x,0,0) などの関係は、非摂動的領域において有用な近似であることが判明した。
• TMDとGPDの間のモデルに基づく関係は、モデル依存ではあるが、限られた実験的射影から完全なヌクレオンのパートオン的構造を再構築するための実用的な枠組みを提供する。