[論文レビュー] Update on transversity and Collins functions from SIDIS and e+ e- data

M. Anselmino, M. Boglione+5 more|arXiv (Cornell University)|Dec 23, 2008

Particle physics theoretical and experimental studies被引用数 8

ひとこと要約

本稿では、SIDISおよび$e^+e^-$データに対する更新されたグローバルフィットを通じて、より高い精度で横磁気分布関数およびコリンズ分岐関数を抽出する手法を提示している。HERMES、COMPASS、Belleの新規高統計データを組み合わせることで、$u$および$d$クォークの横磁気分布関数における不確実性が顕著に低減され、コリンズ関数の普遍性が確認され、今後のCOMPASSおよびJLab実験における正確な予測が可能になった。

ABSTRACT

We present an update of a previous global analysis of the experimental data on azimuthal asymmetries in semi-inclusive deep inelastic scattering (SIDIS), from the HERMES and COMPASS Collaborations, and in e+ e- -> h1 h2 X processes, from the Belle Collaboration. Compared to the first extraction, a more precise determination of the Collins fragmentation function and the transversity distribution function for u and d quarks is obtained.

研究の動機と目的

• 最新の実験データを用いて、$u$および$d$クォークの横磁気分布関数の精度を向上させること。
• SIDISおよび$e^+e^-$データのグローバルフィッティングを通じて、好適および非好適なコリンズ分岐関数の抽出を精緻化すること。
• Belle $e^+e^-$データを用いて、異なる過程間におけるコリンズ関数の普遍性を検証すること。
• 今後のCOMPASSおよびJLab実験におけるスピン単一非対称性の信頼できる予測を提供すること。
• 測定が不十分な高$x$領域における横磁気関数およびコリンズ関数の振る舞いを制約すること。

提案手法

• HERMES、COMPASS（SIDIS）、Belle（$e^+e^-$）実験の最新の高精度データを用いたグローバルフィットが実施された。
• スピンおよび横運動量に依存する分布を含むTMD因子化アプローチが採用され、SIDISおよび$e^+e^-$過程における方位角非対称性を記述した。
• SIDISおよび$e^+e^-$過程間におけるコリンズ関数の普遍性が仮定され、フィット内で検証された。
• パラメータ化の9自由パラメータは、すべての利用可能な$A_{UT}^{\sin(\phi_h + \phi_S)}$データを同時にフィットすることで決定された。
• 横磁気関数およびコリンズ関数の高$x$領域における振る舞いには、共通の$β$および$\delta$パラメータを用いた制約が含まれた。
• スダコフ再結合効果は木レベルで無視され、主に1次項のTMD因子化に焦点を当てた。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 新規の高統計データを有するHERMES、COMPASS、Belleデータは、横磁気関数およびコリンズ関数抽出の精度をどのように向上させるか？
• RQ2 統合されたSIDISおよび$e^+e^-$データは、コリンズ関数の普遍性をどの程度支持しているか？
• RQ3 現在のデータは、横磁気関数およびコリンズ関数の高$x$領域における振る舞いをどの程度制約しているか？
• RQ4 抽出された関数は、プロトン標的に基づくSIDIS実験におけるスピン単一非対称性$A_{UT}^{\sin(\phi_h + \phi_S)}$をどの程度よく予測できるか？
• RQ5 JLabおよびCOMPASSにおける今後の測定（プロトン標的）について、どのような予測が可能か？

主な発見

• 前回の解析と比較して、$u$および$d$クォークの横磁気分布関数の不確実性が顕著に低減された。
• $u$および$d$クォークの横磁気分布関数は符号が逆であり、$|\Delta_T d(x)| < |\Delta_T u(x)|$であることが判明した。
• 抽出された横磁気分布関数はモデル予測と整合性があり、ソファー限界の下に位置している。
• 好適および非好適なコリンズ分岐関数は一貫して決定され、プロセス間における普遍性が確認された。
• フィットは、利用可能なすべてのSIDISおよび$e^+e^-$データを高い精度で記述しており、TMD因子化フレームワークの有効性を支持している。
• プロトン標的を用いたCOMPASSの予測は、予備的な実験データと非常に良好に一致しており、抽出された関数の妥当性が裏付けられた。