[논문 리뷰] Reggeon Non-Factorizability and the J=0 Fixed Pole in DVCS

Stanley J. Brodsky, Felipe J. Llanes–Estrada외 2명|ArXiv.org|2009. 06. 30.

Particle physics theoretical and experimental studies참고 문헌 2인용 수 10

한 줄 요약

논문은 고에너지 및 고정된 운동량 전달 조건에서 깊이 있는 가상의 콤프턴 산란(DVCS)이 레지오 행동을 보이며, 일반화된 파트온 분포(GPDs)가 레지오논 교환로 인해 절점에서 발산 행동을 보인다고 주장한다. 큰 $-t$ 영역에서는 $J=0$ 고정된 극 기여가 나타나며, 이는 에너지와 광자 가짜성분에 관계없이 일정하다. 이는 두 광자에서 쿼크로의 직접 결합을 나타내는 새들러 유사 꼬리 꼬리 전이에 기인하며, 기존의 손가락 다이어그램에서는 기록되지 않는다.

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.

연구 동기 및 목표

• DVCS 산란 진폭이 에너지와 가짜성분에 의해 단일 척도 변수로 스케일링된다는 기존의 가정에 도전하기 위해.
• 쿼크-핵합자 산란에서의 레지오 행동이 일반화된 파트온 분포(GPDs)에 미치는 영향을 조사하기 위해.
• 큰 $t$ 영역에서 두 광자에서 쿼크로의 직접 결합에 기인한 $J=0$ 고정된 극 기여를 식별하고 특성화하기 위해.
• 이 고정된 극이 표준 병렬 인자분해나 손가락 다이어그램으로 기술될 수 없으며, GPD 프레임워크의 확장 필요성을 보여주기 위해.

제안 방법

• 작은 $-t$ 영역에서 $\alpha_R(t) > 0$이고 큰 $-t$ 영역에서 $\alpha_R(t) < 0$인, 레지오화된 하드론-하드론 산란 진폭 $A_{\beta\alpha}$를 분석한다.
• 연산자 곱 전개(OPE)와 최고차수 QCD를 사용하여 전류-전류 곱을 쿼크 장과 자유 보편자로 대체함으로써, 콤프턴 진폭과 파트온-핵합자 진폭을 연결한다.
• 레지오 행동을 가진 $A_{\beta\alpha}$에서 유도된 GPD 행동 $H(x,\xi,t) \propto (x \pm \xi)^{-\alpha(t)}$를 통해 절점 $x = \pm \xi$에서의 발산 행동를 보여준다.
• 보편자에서 에너지 분모의 상쇄를 통해 $J=0$ 고정된 극을 식별함으로써, 진폭에서 일정하고 $s$에 독립적인 기여를 이끌어낸다.
• 감마 함수의 분포 관계에 보정 항 $C_\infty(t)$를 적용하며, 이는 고정된 극을 기록하고 $1/x$ 형상요소 $F_{1/x}(t)$와 연결된다.
• 레지오 극을 빼내어 유세한 GPD $H_v(x,0,t)$를 정의함으로써, 작은 $-t$ 영역으로의 해석적 계속성을 확보하고, 보편적인 고정된 극 기여를 드러낸다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 고에너지 및 고정된 $t$ 조건에서 DVCS 진폭이 전통적인 스케일링이 아닌 레지오 행동 $\nu^{\alpha_R(t)}$를 보일까?
• RQ2 파르톤-핵합자 진폭에서의 레지오 행동이 일반화된 파트온 분포(GPDs)의 구조, 특히 절점 $x = \pm \xi$에서 어떻게 영향을 미치는가?
• RQ3 큰 $t$ 영역에서 DVCS의 $J=0$ 고정된 극 기여의 기원과 성격은 무엇이며, 기존의 손가락 다이어그램 기여와 어떻게 다를까?
• RQ4 $J=0$ 고정된 극은 실험적으로 분리 가능할까? 그리고 이는 두 광자에서 쿼크로의 직접 결합에 대해 무엇을 드러내는가?

주요 결과

• 고에너지 및 고정된 $t$ 조건에서 DVCS 진폭은 $T \propto \nu^{\alpha_R(t)}$로 레지오 행동을 보이며, 전통적인 스케일링 가정에 도전한다.
• GPDs $H(x,\xi,t)$는 레지오논 교환로 인해 절점 $x = \pm \xi$에서 발산 행동을 보이며, $(x \pm \xi)^{-\alpha(t)}$로 스케일링된다.
• 큰 $-t$ 영역에서 $\alpha_R(t) < 0$이므로, 레지오논 기여는 사라지고, 에너지와 $Q^2$에 독립적인 주로 $J=0$ 고정된 극 진폭이 남는다.
• 고정된 극은 에너지 분모를 상쇄시키는 새들러 유사 $\gamma\gamma qq$ 꼬리 꼬리 전이에 기인하며, 보편자에서 $\gamma^+ / x$-유사한 구조를 만든다.
• 고정된 극은 분포 관계의 보정 항 $C_\infty(t)$에 기여하며, $C_\infty(t) = -2F_{1/x}(t)$로 표현되어, 중성자에 대한 $1/x$ 형상요소와 연결된다.
• 고정된 극 기여는 보편적이며, 베티-헤이틀러 진폭과 간섭을 통해 실험적으로 접근 가능하며, 큰 $t$ 영역에서 두 광자에서 쿼크로의 직접 결합을 직접 탐지할 수 있는 기회를 제공한다.