[論文レビュー] Simultaneous extraction of transversity and Collins functions from new SIDIS and e+e- data

M. Anselmino, M. Boglione+4 more|arXiv (Cornell University)|Mar 15, 2013

Computational Physics and Python Applications参考文献 1被引用数 35

ひとこと要約

本稿では、改良されたパラメータ化を用いて、同時に横分極関数とコリンズ分裂関数を抽出するため、新しいSIDISおよび$e^+e^-$データのグローバル解析を提示する。結果は、横分極関数とコリンズ効果の存在をより高い精度で確認し、ベーリーおよびHERMES/COMPASSデータとの比較を通じてコリンズ関数の関数的形の妥当性を検証する。

ABSTRACT

We present a global re-analysis of the most recent experimental data on azimuthal asymmetries in semi-inclusive deep inelastic scattering, from the HERMES and COMPASS Collaborations, and in e+e- --> h_1 h_2 X processes, from the Belle Collaboration. The transversity and the Collins functions are extracted simultaneously, in the framework of a revised analysis in which a new parameterisation of the Collins functions is also tested.

研究の動機と目的

• 更新された実験的データから、同時に横分極分布関数とコリンズ分裂関数を抽出すること。
• コリンズ関数の新しいパラメータ化をテストし、それが横分極関数抽出に与える影響を評価すること。
• 最近のSIDISおよび$e^+e^-$データを用いて、横運動量に依存する（TMD）部分素粒子分布関数のグローバル解析を改善すること。
• 半包含的深エネルギー散乱および$e^+e^-$過程における手前の奇対称相関の役割を検証すること。
• 抽出された関数に基づき、BaBarでのような将来的な$e^+e^-$実験の予測を提供すること。

提案手法

• SIDIS（$\ell p^\uparrow \to \ell h X$）および$e^+e^- \to h_1 h_2 X$過程における方位角の非対称性を用いて、横分極関数とコリンズ関数にアクセスする。
• 単一スピン非対称性$A_{UT}^{\sin(\phi_h + \phi_S)}$の$\sin(\phi_h + \phi_S)$モーメントを用いて、横分極関数とコリンズ関数の干渉項を分離する。
• TMD因子化フレームワークを用い、横分極関数$\Delta_T q(x,k_\perp)$がコリンズ関数$\Delta^N D_{h/q^\uparrow}(z,p_\perp)$と結合する。
• HERMES、COMPASS、ベーリーのデータにグローバルフィットを適用し、コリンズ関数に標準的および多項式形の2つのパラメータ化を用いる。
• TMD形式において$k_\perp$および$p_\perp$の依存性を含め、現在は進化効果を無視する。
• 最適なパラメータを抽出するために$\chi^2$最小化手順を用いる。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 新しいSIDISおよび$e^+e^-$データを用いて、改良された関数形を用いて、横分極分布関数とコリンズ関数を同時に抽出できるか？
• RQ2 コリンズ関数のパラメータ化の選択が、抽出された横分極分布関数にどのように影響するか？
• RQ3 新しいHERMES、COMPASS、ベーリーのデータが、横分極関数とコリンズ関数をどの程度制約するか？
• RQ4 抽出された関数に基づき、BaBarでの$e^+e^-$方位角非対称性$A_{12}^{UL}$、$A_{12}^{UC}$、$A_0^{UL}$、$A_0^{UC}$に対してどのような予測が可能か？
• RQ5 抽出されたテンソル荷重$\delta u$および$\delta d$は、以前の抽出結果やモデル計算とどのように一致するか？

主な発見

• 新しいHERMES、COMPASS、ベーリーのデータを用いて、$u$および$d$クォークの横分極分布関数が、より高い精度で確認された。
• 標準的および多項式形の両方のパラメータ化を用いてコリンズ関数が成功裏に抽出され、誤差内での一貫性が示された。
• $Q^2 = 2.41$ GeV$^2$において、テンソル荷重$\delta u$は$0.57 \pm 0.08$、$\delta d$は$-0.12 \pm 0.08$として抽出され、以前の抽出結果およびモデルの期待値と整合的であった。
• BaBarでの$e^+e^-$過程における$A_{12}^{UL}$、$A_{12}^{UC}$、$A_0^{UL}$、$A_0^{UC}$の予測が提供され、期待される傾向と良好に一致した。
• この分析は、SIDIS非対称性におけるコリンズ効果の支配的役割を確認し、このような非対称性を観測するには非ゼロの横分極関数が不可欠であることを示した。
• 異なるパラメータ化に対しても結果が安定しており、関数形の変更に対しても抽出された関数の安定性が示された。