[论文解读] DVCS amplitude in the parton model

M. Penttinen, M. V. Polyakov+2 more|ArXiv.org|Jun 28, 2000

Particle physics theoretical and experimental studies被引用 44

一句话总结

该论文在部分子模型中计算了深度虚拟康普顿散射（DVCS）振幅，表明来自横向动量和自旋投影的贡献——以新的畸变部分子分布（SPD）形式编码——使振幅显式地具有横向性质。关键结果是，这些额外的SPD（与$O(1/Q)$成正比）对于规范不变性至关重要，并通过求和规则提供了获取夸克轨道角动量和自旋结构的途径。

ABSTRACT

We compute amplitude of deeply virtual Compton scattering in the parton model. We found that the amplitude up to the accuracy O(1/Q) depends on new skewed parton distributions (SPD's). These additional contributions make the DVCS amplitude explicitly transverse.

研究动机与目标

• 确定部分子模型中DVCS振幅在$O(1/Q)$精度下的结构。
• 识别横向动量和自旋投影在振幅中的作用，超越主导扭曲度。
• 通过求和规则建立新畸变部分子分布与核子自旋结构之间的联系。
• 证明尽管是模型近似，部分子模型仍能给出规范不变（横向）的振幅。
• 为从DVCS可观测量中提取主导扭曲度SPD和轨道角动量奠定基础。

提出的方法

• 使用壳模型中的部分子在无限动量参考系中计算DVCS的手袋图。
• 应用光锥动量分解，其中包含$\tilde{n}^\mu$、$n^\mu$以及横向分量$\Delta_\perp^\mu$。
• 通过时间有序微扰论计算振幅，确保每一步都保持规范不变性。
• 以双非局部算符矩阵元$\langle p'| \bar{\psi}(-z/2) \Gamma \psi(z/2) |p \rangle$的形式表达振幅，其中$\Gamma = n\!\!\!/ $或$n\!\!\!/ \gamma_5$。
• 通过横向投影引入新的SPD $F_\mu$、$F_\mu^{(5)}$、$F_{\mu\perp}$、$F_{\mu\perp}^{(5)}$。
• 依赖算符分析和光锥算符乘积展开，识别$O(1/Q)$下振幅的结构。

实验结果

研究问题

• RQ1 在部分子模型中，除了主导扭曲度部分子分布外，DVCS振幅的其他贡献是什么？
• RQ2 横向动量和自旋投影如何影响DVCS振幅的规范不变性？
• RQ3 新畸变部分子分布与核子自旋结构之间存在何种联系？
• RQ4 能否推导出新SPD的第二阶矩的求和规则，并将其与已知物理可观测量关联？
• RQ5 在$O(1/Q)$下的贡献如何影响从实验中提取主导扭曲度SPD $H, \widetilde{H}, E, \widetilde{E}$？

主要发现

• 由于电流矩阵元的横向投影带来的额外贡献，部分子模型中的DVCS振幅显式地具有横向性质。
• 在$O(1/Q)$下出现新的畸变部分子分布$F_{\mu\perp}$和$F_{\mu\perp}^{(5)}$，其来源于横向动量和自旋分量。
• 函数$G_3(x,\xi)$通过$\int dx\, x\, G_3 = -L_q$与夸克轨道角动量相关联，从而与Ji的求和规则相联系。
• 求和规则$\int dx\, x\, \widetilde{G}_2 = -\frac{1}{2}\int dx\, x\, \widetilde{H} + \frac{\xi^2}{2}\int dx\, (H + E)$将Efremov-Leader-Teryaev求和规则推广至非前向动力学情形。
• 在不考虑$\bar{\psi}G\psi$算符贡献的假设下，新SPD通过Wandzura-Wilczek型关系与主导扭曲度分布$H, \widetilde{H}, E, \widetilde{E}$相关联。
• $O(1/Q)$的贡献仅被一个$1/Q$幂次抑制，因此对SPD和自旋可观测量的高精度提取具有重要意义。