[논문 리뷰] Single spin asymmetry of vector meson production in the string model

J. Czyżewski|arXiv (Cornell University)|1996. 06. 20.

Quantum Chromodynamics and Particle Interactions인용 수 5

한 줄 요약

이 논문은 단일 수평 극화된 양성자-양성자 충돌에서 벡터 메손(ρ) 생성 시 단일 스핀 비대칭을 스트링 분열 모형을 사용해 계산한다. 비대칭은 산란된 쿼크가 하드론으로 분열하는 동안에만 발생하며, 이는 π 메손 생성과 반대되는 부호를 가지며, 쿼크 산란에 의해 유도되는 비대칭과는 다른 메커니즘을 시사한다.

ABSTRACT

Azimuthal asymmetry of vector-meson production in single-transversely polarized proton-proton collisions ($p\up p$) is calculated in a model based on the string fragmentation. The string is spanned by a valence quark of the projectile scattered on the target. The asymmetry is generated only during fragmentation of the scattered quark into hadrons. The obtained asymmetry of the $ρ$ mesons is opposite in sign to that of pions. On the other hand, if the asymmetry were generated during the quark scattering then the asymmetries of the vector and of the pseudoscalar mesons would be close to each other.

연구 동기 및 목표

• 수평 극화된 양성자 간의 고에너지 양성자-양성자 충돌에서 단일 스핀 비대칭의 기원을 조사하기 위해.
• 벡터 메손(ρ) 생성 시 비대칭이 산란 과정 동안 발생하는지, 아니면 분열 과정 동안 발생하는지 규명하기 위해.
• 동일한 프레임워크 내에서 벡터 메손(ρ)과 편광 메손(π)의 비대칭 행동을 비교하기 위해.
• 스트링 분열 모형이 하드론 생성에서 관측된 스핀 비대칭을 설명하는 데 있어 타당성을 시험하기 위해.
• 실험 데이터에서 관측된 ρ와 π 비대칭 간의 부호 차이의 역학적 기원을 명확히 하기 위해.

제안 방법

• 모형은 입사 쿼크가 타겟 양성자와 산란하는 상대론적 스트링 그림을 사용한다.
• 쿼크와 타겟 사이에 형성된 스트링은 스트링 분열 메커니즘을 통해 하드론, 특히 ρ 메손으로 분열된다.
• 자세각 비대칭은 초기 쿼크 산란 동안이 아니라 분열 과정 동안에만 계산된다.
• 모형은 양성자의 수평 극화가 분열 과정에 영향을 주어 최종 상태의 하드론 분포에 자세각 의존성이 생기게 한다고 가정한다.
• 기존의 분열 성질을 재현하기 위해 조정된 현상학적 스트링 모형을 사용하여 계산한다.
• 비대칭은 분열 과정에서 암함수 간의 간섭에서 유래되며, 수평 스핀 방향에 민감하다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 ρ 메손 생성에서 단일 스핀 비대칭의 주요 기여 기전은 쿼크 산란인지, 분열인지?
• RQ2 동일한 모형 프레임워크 내에서 ρ 메손의 비대칭 부호는 π 메손의 비대칭 부호와 어떻게 비교되는가?
• RQ3 스트링 분열 모형이 벡터 메손과 편광 메손 간의 관측된 반대 부호 비대칭을 재현할 수 있는가?
• RQ4 비대칭이 초기 산란이 아닌 분열 과정의 역학에 의존하는가?
• RQ5 모형의 예측이 스핀 비대칭에 대한 실험 데이터 해석에 어떤 함의를 갖는가?

주요 결과

• ρ 메손의 단일 스핀 비대칭은 산산된 쿼크가 하드론으로 분열하는 과정에서 유일하게 발생한다.
• ρ 메손의 계산된 비대칭은 동일한 과정에서 생성된 π 메손의 비대칭과 반대 부호로 나타난다.
• 이 부호의 반전은 비대칭 기전이 초기 쿼크 산란에서 기인하는 모델과 본질적으로 다름을 시사한다.
• 만약 비대칭이 산란 과정에서 기인한다면, ρ와 π의 비대칭은 크기와 부호에서 유사할 것으로 예상된다.
• 모형은 관측된 실험적 경향인 벡터 메손과 편광 메손 간의 반대 부호 비대칭을 역학적으로 설명할 수 있다.
• 결과는 하드론 생성에서 스핀 비대칭을 생성하는 데 분열 역학이 핵심적인 역할을 한다는 아이디어를 지지한다.