[논문 리뷰] Calculating TMDs of an Unpolarized Target: Quasi-Classical Approximation and Quantum Evolution

Yuri V. Kovchegov, Matthew D. Sievert|arXiv (Cornell University)|2015. 05. 05.

Quantum Chromodynamics and Particle Interactions인용 수 10

한 줄 요약

이 논문은 스핀-오비트 결합을 포함한 일반화된 준고전적 근사법을 사용하여 불균형한 핵에서 전단운동량 의존적 구조함수(TMDs)를 계산하기 위한 포화 기반 형식을 개발한다. 큰 x에서 수스도코프 형상인자를 유도하고, 작은 x에서 불균형한 타겟에 대해 BK/JIMWLK, 균형한 타겟에 대해 QCD 레지온 역학이 진화를 지배하는 것으로 규명한다.

ABSTRACT

We set up a formalism for calculating transverse-momentum-dependent parton distribution functions (TMDs) using the tools of saturation physics. By generalizing the quasi-classical Glauber-Gribov-Mueller/McLerran-Venugopalan approximation to allow for the possibility of spin-orbit coupling, we show how any TMD can be calculated in the saturation framework. This can also be applied to the TMDs of a proton by modeling it as a large nucleus. To illustrate our technique, we calculate the quark TMDs of an unpolarized nucleus at large-x: the unpolarized quark distribution and the quark Boer-Mulders distribution. We observe that spin-orbit coupling leads to mixing between different TMDs of the nucleus and of the nucleons. We then consider the evolution of TMDs: at large-x, in the double-logarithmic approximation, we obtain the Sudakov form factor. At small-x the evolution of unpolarized-target quark TMDs is governed by BK/JIMWLK evolution, while the small-x evolution of polarized-target quark TMDs appears to be dominated by the QCD Reggeon.

연구 동기 및 목표

• TMD 계산을 위해 스핀-오비트 결합을 포함한 준고전적 Glauber-Gribov-Mueller/McLerran-Venugopalan 근사를 확장하기 위해.
• 포화 프레임워크를 사용하여 불균형한 핵 타겟에서 TMD 계산을 가능하게 하여 양성자를 큰 핵으로 모델링하기 위해.
• 핵과 구성 입자 중성자들 내에서 서로 다른 TMD 성분을 혼합시키는 데 있어 스핀-오비트 결합의 역할을 조사하기 위해.
• 이중 로그 근사법을 사용하여 큰 x에서 TMD 진화를 분석하고, 작은 x에서 BK/JIMWLK 및 QCD 레지온 역학을 통해 진화를 분석하기 위해.

제안 방법

• TMD 형식에 스핀-오비트 결합 효과를 포함시키기 위해 준고전적 근사를 일반화하기 위해.
• 큰 x에서 불균형한 핵의 쿼크 TMDs를 계산하기 위해 프레임워크를 적용하여, 특히 불균형 분포와 Boer-Mulders 분포를 구하기 위해.
• 이중 로그 근사를 사용하여 큰 x에서 TMD 진화의 수스도코프 형상인자를 도출하기 위해.
• 작은 x에서 불균형 타겟 쿼크 TMDs의 진화를 기술하기 위해 BK/JIMWLK 진화 방정식을 사용하기 위해.
• 작은 x에서 균형 타겟 쿼크 TMDs의 진화가 QCD 레지온으로 지배된다는 것을 규명하기 위해.
• 포화 프레임워크를 양성자 TMDs에 적용하기 위해 양성자를 큰 핵으로 모델링하기 위해.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 포화 프레임워크 내에서 TMD 계산을 위한 준고전적 근사에 스핀-오비트 결합을 어떻게 통합할 수 있는가?
• RQ2 핵과 그 구성 중성자들 내에서 서로 다른 TMD 성분을 혼합시키는 데 있어 스핀-오비트 결합의 역할은 무엇인가?
• RQ3 이중 로그 근사법 내에서 큰 x에서 TMD 진화는 어떻게 행동하는가?
• RQ4 포화 프레임워크에서 작은 x에서 불균형 타겟 쿼크 TMDs를 지배하는 진화 방정식은 무엇인가?
• RQ5 작은 x에서 균형 타겟 쿼크 TMDs의 진화를 지배하는 동역학은 무엇인가?

주요 결과

• 스핀-오비트 결합은 핵과 그 구성 중성자들 내에서 서로 다른 TMD 성분 간의 혼합을 유도하며, 이는 포화 프레임워크 내에서 비정상적인 스핀-구조 효과를 시사한다.
• 큰 x에서 이중 로그 근사는 수스도코프 형상인자를 도출하여 TMDs의 주요 로그 진화를 기술한다.
• 작은 x에서 불균형 타겟 쿼크 TMDs의 진화는 BK/JIMWLK 진화 방정식에 의해 지배된다.
• 작은 x에서 균형 타겟 쿼크 TMDs의 진화는 QCD 레지온에 의해 지배되며, 이는 별개의 역학적 영역임을 시사한다.
• 이 형식은 포화 접근법을 통해 불균형 핵에서 쿼크 TMDs, 특히 불균형 분포와 Boer-Mulders 분포의 계산을 가능하게 한다.