[論文レビュー] The concept of phenomenological light-front wave functions -- Regge improved diquark model predictions

D. Müller, Dae Sung Hwang|arXiv (Cornell University)|Jul 7, 2014

Quantum Chromodynamics and Particle Interactions参考文献 9被引用数 9

ひとこと要約

本稿は、物性的二クォーク模型に基づく有効なライトフロント波動関数（LFWF）を用いて、一般化部分子分布関数（GPDs）、部分子分布関数（PDFs）、およびそれらの形因子を統一的にモデル化するフレームワークを導入する。GPDと非統合PDFの間のモデルに依存しない関係を導出し、高エネルギー系のダイナミクスを改善するためのレッジ行動を組み込み、'球対称' LFWFアンザッツを用いて、チラル奇性成分を含む-twist-two GPDsの明示的表現を提供する。これにより、軌道角運動量効果を含む、一貫性のある核子構造の記述が可能となる。

ABSTRACT

We introduce a classification scheme for parton distribution models and we model generalized parton distributions (GPDs), their form factors, and parton distribution functions (PDFs), integrated and unintegrated ones, in terms of unintegrated double distributions that are obtained from the parton number conserved overlap of effective light-front wave functions. For a so-called "spherical" model we present general expressions for all twist-two related non-perturbative quantities in terms of one effective light-front wave function, including chiral-odd GPDs. We also discuss the Regge improvement of such quark models from the $s$-channel point of view and study the relations between zero-skewness GPDs and unintegrated PDFs on a more general ground. Finally, we provide a few phenomenological applications that emphasize the role of orbital angular momenta.

研究の動機と目的

• ライトフロント波動関数（LFWF）に基づく部分子分布モデルの体系的分類スキームの構築を目的とする。
• LFWFの重ね合わせから得られる非統合二重分布を用いて、一般化部分子分布関数（GPDs）、形因子、および部分子分布関数（PDFs）をモデル化すること。
• sチャネルの観点から、クォーク-二クォークモデルにレッジ軌道行動を統合し、高エネルギー系の振る舞いを改善すること。
• ゼロスケービングGPDと非統合PDFの関係を、特に軌道角運動量寄与の文脈で明確にすること。
• 軌道角運動量がGPDとPDFに果たす役割を強調する現象的応用を提供すること。

提案手法

• 非統合PDF（uPDFs）とGPDを、二体波動関数の行列要素として表すLFWF重ね合わせ表現を用いる。
• 単一の有効LFWFを用いた'球対称'モデルを導入し、チラル奇性成分を含むすべてのtwist-two GPDとPDFを記述する。
• 二クォーク系にレッジ軌道行動を適用し、高エネルギー散乱の振る舞いをモデル化するとともに、sチャネルのユニタリティを改善する。
• LFWF重ね合わせを用いてGPDの二重分布（DD）表現を導出し、モデルの制約と双対性関係を可能にする。
• uPDF、nfPDF、GPDの間のモデル固有の関係を構築し、和則と対称性制約を含む。
• スピン振幅と運動量空間の波動関数を用いて、LFWF重ね合わせによる横運動量依存性を伴うチラル奇性GPD（$H_T$、$E_T$、$\tilde{H}_T$、$\tilde{E}_T$）を計算する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 有効なライトフロント波動関数（LFWF）を用いて、一般化部分子分布関数（GPDs）と部分子分布関数（PDFs）をどのように体系的にモデル化できるか？
• RQ2 ゼロスケービングGPDと非統合PDFの間には、どのようなモデルに依存しない関係があるのか？そして、非摂動的ダイナミクスをどのように制約するのか？
• RQ3 sチャネルの観点から、二クォークモデルにレッジ行動を一貫的に組み込むことは可能か？高エネルギー予測の改善に寄与するか？
• RQ4 軌道角運動量は、チラル奇性GPDの構造にどのような役割を果たすのか？また、'プレツェルォシティ'和則は存在するか？
• RQ5 異なるLFWFアンザッツ（例：べき乗則、指数関数的）は、GPDとPDFの予測にどのように影響を与えるか？また、どのアンザッツが既知の二重分布形式を回復するのか？

主な発見

• 本稿では、単一の有効な'球対称'ライトフロント波動関数を用いて、すべてのtwist-two GPD（チラル奇性成分を含む）の一般式を導出している。
• 特定のモデル仮定の下で、ラディシュキンの二重分布アンザッツがLFWF重ね合わせ表現から回復可能であることが示された。
• モデルでは、$| abla L^z| = 1$ セクターに、標準的な包含的-除外的関係の不一致が見られ、新たなモデル依存の制約が示唆された。
• 著者らは、$H_T$ および $E_T$ GPDが、横運動量とスピン構造を含むLFWF重ね合わせに関連しており、式 (B.36)～(B.39) に明示的な表現が与えられていることを発見した。
• レッジ改善付きの二クォークモデルは、sチャネルユニタリティを介して高エネルギー振るまいを的確に組み込み、ハード排他的過程の記述を改善した。
• 研究により、軌道角運動量効果は非自明であり、特に$| abla L^z| = 1$ セクターにおいてチラル奇性GPDに顕著に現れ、核子スピン構造に影響を及ぼすことが確認された。