[論文レビュー] Quarks at next-to-eikonal accuracy in the CGC I: Forward quark-nucleus scattering

Tolga Altinoluk, Guillaume Beuf+2 more|arXiv (Cornell University)|Dec 7, 2020

High-Energy Particle Collisions Research参考文献 85被引用数 6

ひとこと要約

この論文は、標的の有限な縦方向幅と背景場の横方向成分との相互作用を考慮することで、色ガラスコンデンゲート（CGC）フレームワークにおけるクォーク伝播関数の次に近いイクォン（NEik）補正を導出する。NEik精度におけるゲージ共変なクォーク伝播関数の表現を提供し、前向きクォーク-核散乱断面積およびスピン極性の非対称性を計算する。これにより、標準的なイクォン近似を超える補正が明らかになる。

ABSTRACT

We derive Next-to-Eikonal (NEik) corrections to the background quark propagator, which stem from (i) considering a finite longitudinal width target instead of an infinitely thin shockwave and (ii) including the interaction of the quark with the transverse components of the background field. These two different corrections to the eikonal approximation combine together and provides a gauge covariant expression for the quark propagator at NEik accuracy. We then apply our results to quark (or antiquark) scattering on a nucleus at NEik accuracy, considering both unpolarized cross section and helicity asymmetry.

研究の動機と目的

• 標準的なイクォン近似をCGCフレームワークで拡張し、クォーク伝播関数に対する次に近いイクォン（NEik）補正を計算すること。
• ショックウェーブ近似で無視されている標的の有限な縦方向幅と横方向場成分を組み込むこと。
• NEik精度におけるクォーク伝播関数のゲージ共変な表現を導出すること。
• NEikフレームワークを用いて、前向きクォーク-核散乱における非極性断面積およびスピン極性の非対称性を計算すること。
• RHICおよび将来の電子-イオン衝突装置（EIC）における実験のより正確な理論的予測を可能にすること。ここで、準イクォン効果が顕著である可能性がある。

提案手法

• 標的の有限な縦方向拡がくと背景場の横方向成分からの補正を含めることで、NEik補正付きのクォーク伝播関数を導出する。
• CGCフレームワークにおける多重散乱効果を経路順指数（ウィルソン線）で記述する。
• 密度の高い核に対する古典的背景場を仮定し、CGC有効理論を用いて標的平均を実行する。
• 散乱振幅を基本的および装飾されたダイポール演算子の形で表現し、ポメロンおよびオッドエロン寄与を含む。
• 運動量空間での断面積表現を簡略化するために、重心座標（r と b）への変数変換を導入する。
• NEik補正付きの散乱振幅を用いて、非極性断面積およびスピン極性の非対称性の両方を計算する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 有限な縦方向幅と横方向場成分は、CGCにおけるクォーク伝播のイクォン近似にどのように影響を与えるか？
• RQ2 次に近いイクォン精度におけるクォーク伝播関数のゲージ共変な構造は何か？
• RQ3 NEik補正は、前向きクォーク-核散乱における非極性微分断面積にどのように影響を与えるか？
• RQ4 NEik精度におけるクォーク-核散乱のスピン極性の非対称性の形は何か？
• RQ5 NEik補正は、RHIC や EIC のような中程度のエネルギーにおける観測量について、標準的なCGC予測をどの程度変えるか？

主な発見

• NEik補正付きのクォーク伝播関数は、有限な標的厚さと横方向場成分からの補正を組み合わせたゲージ共変な表現として導出された。
• 標的平均された非極性断面積（クォークまたは反クォーク散乱）は、基本的および装飾されたダイポール演算子で表され、1/p1+に比例する項を通じてNEik補正を含む。
• スピン極性の非対称性は、特定の装飾されたダイポール演算子 O(3) の虚部に比例しており、パリティ変換に対してオッドエロンの性質を示す。
• 標的平均されたスピン極性の非対称性の最終的表現は、ウィルソン線と場強度テンソルの組み合わせで構成され、横方向場のダイナミクスに敏感である。
• 結果は、ローレンツの下で標準的なCGCフレームワークと整合的であるが、中間エネルギーにおける高精度な物性現象の記述に不可欠な補正項を含む。
• このフレームワークは、CGCをパワー抑制効果を含む体系的な拡張として提供し、RHICおよびEICからのデータとの正確な比較に不可欠である。