[論文レビュー] Reggeon Non-Factorizability and the J=0 Fixed Pole in DVCS

Stanley J. Brodsky, Felipe J. Llanes–Estrada+2 more|ArXiv.org|Jun 30, 2009

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 2被引用数 10

ひとこと要約

この論文は、高エネルギーで固定された運動量移動量における深くバケーションしたコムプトン散乱（DVCS）が、一般化されたパートン分布（GPDs）がレッジオン交換によってブレークポイントで発散するため、レッジ行動を示すと主張している。大規模な $-t$ において、エネルギーおよび光子の仮想性に依存しない $J=0$ 固定極寄与項が現れ、これはセガルのような頂点を通じた直接的な二光子からクォークへの結合を示しており、標準的なハンドバッグ図では捉えられない。

ABSTRACT

We argue that deeply virtual Compton scattering will display Regge behavior nu^alpha_R(t) at high energy at fixed-t, even at high photon virtuality, not necessarily conventional scaling. A way to see this is to track the Reggeon contributions to quark-nucleon scattering and notice that the resulting Generalized Parton Distributions would have divergent behavior at the break-points. In addition, we show that the direct two-photon to quark coupling will be accessible at large $t$ where it dominates the DVCS amplitude for large energies. This contribution, the J=0 fixed-pole, should be part of the future DVCS experimental programs at Jlab or LHeC.

研究の動機と目的

• DVCS振幅がエネルギーと仮想性によって単一のスケーリング変数で比例するとされる従来の仮定に挑戦すること。
• クォーク-核子散乱におけるレッジ行動が一般化されたパートン分布（GPDs）に与える影響を調査すること。
• 大規模な $t$ において生じる $J=0$ 固定極寄与項を特定・特徴づけること。これは直接的な二光子からクォークへの結合に起因する。
• この固定極が標準的な共線的因子化やハンドバッグ図では記述できないことの証明を行い、GPDフレームワークの拡張を要することを示すこと。

提案手法

• 小規模な $-t$ において $\alpha_R(t) > 0$ で、大規模な $-t$ において $\alpha_R(t) < 0$ であるレッジ化されたハドロン-ハドロン振幅としてパートン-核子散乱振幅 $A_{\beta\alpha}$ を分析する。
• オペレータ積展開（OPE）と励起状態のQCDを用い、電流-電流積をクォーク場と自由伝搬関数に置き換えることで、コムプトン振幅とパートン-核子振幅を結びつける。
• パートン-核子振幅のレッジ行動から、GPDの振る舞い $H(x,\xi,t) \propto (x \pm \xi)^{-\alpha(t)}$ を導出し、ブレークポイント $x = \pm \xi$ で発散することを示す。
• 伝搬関数におけるエネルギー分母のキャンセルにより $J=0$ 固定極を特定し、振幅においてエネルギーに依存しない定数寄与項が得られることを示す。
• 減算項 $C_\infty(t)$ を含む分散関係を適用し、固定極を捉え、これは $1/x$ 形状因子 $F_{1/x}(t)$ と関連付ける。
• レッジ極を差し引いたことで得られるバリエンスGPD $H_v(x,0,t)$ を定義し、小規模な $-t$ における解析的接続を可能にし、普遍的な固定極寄与項を明らかにする。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 高エネルギーで固定された $t$ におけるDVCS振幅は、従来のスケーリングに代わってレッジ行動 $\nu^{\alpha_R(t)}$ を示すか？
• RQ2 パートン-核子振幅におけるレッジ行動が、特にブレークポイント $x = \pm \xi$ における一般化されたパートン分布（GPDs）の構造に与える影響は何か？
• RQ3 大規模な $t$ におけるDVCSの $J=0$ 固定極寄与項の起源と性質は何か？ そして、標準的なハンドバッグ図の寄与とはどのように異なるか？
• RQ4 この $J=0$ 固定極は実験的に分離可能か？ また、これは二光子からクォークへの結合を直接的に明らかにするか？

主な発見

• 高エネルギーで固定された $t$ におけるDVCS振幅は、$T \propto \nu^{\alpha_R(t)}$ としてレッジ行動を示し、従来のスケーリング仮定に反する。
• GPDs $H(x,\xi,t)$ は、パートン-核子振幅におけるレッジオン交換のため、ブレークポイント $x = \pm \xi$ で発散し、$(x \pm \xi)^{-\alpha(t)}$ のスケーリングを示す。
• 大規模な $-t$ において、$\alpha_R(t) < 0$ であるため、レッジオン寄与項は消え、エネルギーおよび $Q^2$ に依存しない定数の $J=0$ 固定極振幅が支配的になる。
• 固定極はエネルギー分母がキャンセルされるため生じるセガルのような $\gamma\gamma qq$ 頂点に起因し、伝搬関数において $\gamma^+ / x$-に類似した構造を生じる。
• 固定極は分散関係における減算項 $C_\infty(t)$ に寄与し、$C_\infty(t) = -2F_{1/x}(t)$ と表され、これは核子の $1/x$ 形状因子と関連付ける。
• 固定極寄与項は普遍的であり、ベーテ＝ハイゼンベルク振幅との干渉を通じて実験的にアクセス可能であり、大規模な $t$ における二光子からクォークへの結合を直接的に探査できる。