[논문 리뷰] Self-consistent calculation of parton distributions at low normalization point in the chiral quark-soliton model

C. Weiss, K. Goeke|ArXiv.org|1997. 12. 18.

Quantum Chromodynamics and Particle Interactions인용 수 4

한 줄 요약

이 논문은 대규모-Nc 카이랄 쿼크-솔리톤 모형 내에서 저정규화 스케일에서 이소스컬라 불편극 쿼크 및 반쿼크 분포의 자기일관된 계산을 제시한다. 양성자를 효과적인 카이랄 이론에서의 솔리톤으로 간주하고, 파울리-빌라르 정규화를 사용함으로써, 저에너지 스케일에서도 운동량과 바리온 수 합규칙을 모두 만족시키며, 해의 반쿼크 기여가 상당히 크다는 것을 드러낸다.

ABSTRACT

We calculate the isosinglet unpolarized quark-- and antiquark distributions at a low normalization point in the large--$N_c$ limit. The nucleon is described as a self-consistent soliton solution of the effective chiral theory. The ultraviolet cutoff is implemented by a Pauli-Villars subtraction. The quark and antiquark distributions satisfy the momentum as well as the baryon number sum rule, corresponding to ``constituent'' quarks whose structure is not yet resolved at the low scale. Already at this level a sizable number of antiquarks is present.

연구 동기 및 목표

• 카이랄 쿼크-솔리톤 모형에서 저정규화 점에서 이소스컬라 불편극 쿼크 및 반쿼크 분포를 계산하기 위해.
• 계산된 분포가 운동량 합규칙과 바리온 수 합규칙을 모두 만족하도록 보장하여 구성 쿼크의 일관된 기술을 반영하기 위해.
• 쿼크 구조가 아직 해석되지 않은 저에너지 스케일에서 양성자의 구조를 조사하기 위해.
• 저정규화 스케일에서 해 쿼크, 특히 반쿼크가 양성자의 파arton 구조에 미치는 영향을 검토하기 위해.
• 초월한-UV 발산을 제어하기 위해 대규모-Nc 근사와 파울리-빌라르 정규화를 사용하는 자기일관된 프레임워크를 도입하기 위해.

제안 방법

• 양성자는 대규모-Nc 근사에서 효과적인 카이랄 라그랑지안의 자기일관된 솔리톤 해로 기술된다.
• 초월한-UV 발산은 다수의 정규화자를 사용한 파울리-빌라르 빼기 방법으로 조절된다.
• 파arton 분포는 솔리톤 배경에서의 쿼크 전파함수로부터 유도되며, 기초 필드 이론과의 일관성을 확보한다.
• 이소스컬라 쿼크 및 반쿼크 분포는 평균장 근사에서 쿼크 전파함수의 트레이스로부터 추출된다.
• 운동량 합규칙과 바리온 수 합규칙이 명시적으로 강제되어 결과의 물리적 일관성을 확보한다.
• 계산은 쿼크의 구조가 아직 해석되지 않는 스케일에 해당하는 저정규화 점에서 수행된다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 카이랄 쿼크-솔리톤 모형에서 저정규화 스케일에서 이소스컬라 불편극 쿼크 및 반쿼크 분포는 무엇인가?
• RQ2 운동량 합규칙과 바리온 수 합규칙을 모두 만족시키며 자기일관되게 파arton 분포를 계산할 수 있는 방법은 무엇인가?
• RQ3 저에너지 스케일에서 해 반쿼크는 양성자의 파arton 구조에 어떤 기여를 하는가?
• RQ4 파울리-빌라르 정규화와 대규모-Nc 근사는 파arton 분포 계산의 일관성을 어느 정도 확보하는가?
• RQ5 양성자의 솔리톤 구조는 저정규화 스케일에서 쿼크 및 반쿼크 분포에 어떤 영향을 미치는가?

주요 결과

• 계산된 쿼크 및 반쿼크 분포는 운동량 합규칙과 바리온 수 합규칙을 모두 만족하여 구성 쿼크의 그림과의 일관성을 확인한다.
• 저정규화 스케일에서도 상당한 수의 해 반쿼크가 양성자 내에 존재함을 보여주며, 비정상적인 해의 기여를 시사한다.
• 분포는 파arton 밀도에 대한 외부 입력 없이도 효과적인 카이랄 이론의 솔리톤 해로부터 자기일관되게 유도된다.
• 파울리-빌라르 정규화의 사용은 초월한-UV 발산을 성공적으로 제어하면서도 물리적 제약 조건을 유지한다.
• 결과는 저에너지 스케일에서의 양성자의 파arton 구조가 이미 고에너지 스케일으로의 진화 이전부터도 해 쿼크로 매우 풍부하다는 것을 보여준다.
• 모형은 해의 구성에 대한 현상학적 입력이 필요 없이도 저정규화 스케일에서 파arton 분포에 대해 자기일관된 프레임워크를 제공한다.