[论文解读] The concept of phenomenological light-front wave functions -- Regge improved diquark model predictions

D. Müller, Dae Sung Hwang|arXiv (Cornell University)|Jul 7, 2014

Quantum Chromodynamics and Particle Interactions参考文献 9被引用 9

一句话总结

本文提出了一种统一框架，基于有效轻-front波函数（LFWFs）在现象学二夸克模型中对广义部分子分布函数（GPDs）、部分子分布函数（PDFs）及其形式因子进行建模。该框架推导出GPDs与非积分PDFs之间的模型无关关系，引入了Regge行为以改进高能动力学，并利用“球形”LFWF假设，给出了扭-two GPDs（包括手征性奇数分量）的显式表达式，从而对包含轨道角动量效应的核子结构提供了自洽描述。

ABSTRACT

We introduce a classification scheme for parton distribution models and we model generalized parton distributions (GPDs), their form factors, and parton distribution functions (PDFs), integrated and unintegrated ones, in terms of unintegrated double distributions that are obtained from the parton number conserved overlap of effective light-front wave functions. For a so-called "spherical" model we present general expressions for all twist-two related non-perturbative quantities in terms of one effective light-front wave function, including chiral-odd GPDs. We also discuss the Regge improvement of such quark models from the $s$-channel point of view and study the relations between zero-skewness GPDs and unintegrated PDFs on a more general ground. Finally, we provide a few phenomenological applications that emphasize the role of orbital angular momenta.

研究动机与目标

• 开发基于轻-front波函数（LFWFs）的部分子分布模型的系统分类方案。
• 利用从LFWF重叠导出的非积分双分布，对广义部分子分布函数（GPDs）、形式因子和部分子分布函数（PDFs）进行建模。
• 从s-通道视角将Regge行为引入夸克-二夸克模型，以改进高能行为。
• 阐明零偏移GPDs与非积分PDFs之间的关系，尤其关注轨道角动量贡献的影响。
• 提供现象学应用，突出轨道角动量在GPDs与PDFs中的作用。

提出的方法

• 使用LFWF重叠表示法，将非积分PDFs（uPDFs）和GPDs表示为两体波函数的矩阵元。
• 引入一种“球形”模型，仅通过一个有效LFWF描述所有扭-two GPDs与PDFs，包括手征性奇数分量。
• 将Regge轨迹行为应用于二夸克区段，以建模高能散射行为并改善s-通道幺正性。
• 利用LFWF重叠推导GPDs的双分布（DD）表示，实现模型约束与对偶关系。
• 构建针对特定模型的uPDFs、nfPDFs与GPDs之间的关系，包括求和规则与对称性约束。
• 利用自旋幅值与动量空间波函数，通过包含横向动量依赖性的LFWF重叠，计算手征性奇数GPDs（如$H_T$、$E_T$、$\tilde{H}_T$与$\tilde{E}_T$）。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何利用有效轻-front波函数系统地建模广义部分子分布函数（GPDs）与部分子分布函数（PDFs）？
• RQ2 零偏移GPDs与非积分PDFs之间是否存在模型无关的关系？这些关系如何约束非微扰动力学？
• RQ3 能否从s-通道视角在二夸克模型中一致地实现Regge行为，以改进高能预测？
• RQ4 轨道角动量在手征性奇数GPDs结构中扮演何种角色？是否存在“伪扭结”求和规则？
• RQ5 不同LFWF假设（如幂律、指数型）如何影响GPDs与PDFs的预测？哪些形式能恢复已知的双分布形式？

主要发现

• 本文利用单一有效‘球形’轻-front波函数，推导出所有扭-two GPDs（包括手征性奇数分量）的一般表达式。
• 研究发现，在特定模型假设下，Radyushkin双分布假设可从LFWF重叠表示中恢复。
• 该模型表明，$|\nabla L^z| = 1$通道在标准的 inclusive-exclusive 关系中存在不一致，暗示存在新的模型依赖性约束。
• 作者发现$H_T$与$E_T$ GPDs与涉及横向动量和自旋结构的LFWF重叠相关，其显式表达式见式(B.36)至(B.39)。
• Regge改进的二夸克模型通过$s$-通道幺正性成功引入了高能行为，改善了硬广义过程的描述。
• 本研究证实，轨道角动量效应具有非平凡性，并在手征性奇数GPDs中明显体现，特别是在$|\nabla L^z| = 1$通道中，对核子自旋结构具有重要意义。