《核子結構與高能反應過程的自旋效應》是依託山東大學，由梁作堂擔任項目負責人的重點項目。
基本介紹
- 中文名：核子結構與高能反應過程的自旋效應
- 項目類別：重點項目
- 項目負責人：梁作堂
- 依託單位：山東大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
對核子結構的研究，不僅可以使我們對高能反應過程進行正確的描述與可靠的預言，而且可以為檢驗和發展QCD提供很好的平台。實驗與理論研究的進展，使目前研究的前沿由單舉輕子深度非彈(DIS)和Drell- Yan等過程深入到相應的半單舉過程，對核子結構的認識也由簡單的部分子分布函式深入到更加豐富多彩的部分子關聯函式，特別是高扭度(higher twist)關聯函式，因其對半單舉過程中自旋不對稱的關鍵作用而成為目前人們關注的重要前沿。通過這些研究期望對核子結構得到更完善的描述，對與核子有關的高能反應給出更準確和更可靠的預言。本項目的目標就是將共線展開套用到半單舉DIS和Drell- Yan等過程、建立高能半單舉反應過程自旋不對稱與部分子關聯函式的關係、發展用唯象方法確定以及由強子結構模型計算這些higher twist關聯函式的方法並給出相應的數值結果、深入探討它們之間的關係與物理意義等。
結題摘要
項目執行過程中，把重點集中在共線展開形式下，ep→eqX過程微分截面以及相應各種不對稱與部分子關聯函式的關係、領頭扭度關聯函式的唯象學以及對膠子自旋與軌道角動量的構造方案等方面；同時還注意到，對碎裂函式的研究可以與分布函式研究平行進行並互相推動，將共線展開套用到e+e-湮滅，建立相應理論框架，為三維碎裂函式的研究打下良好的基礎。主要成果如下。 （一）首次系統證明了，共線展開可以套用到所有的有一個強子參與的高能反應過程，包括半單舉DIS過程ep→eqX、單舉e+e-湮滅e-e+→hX、半單舉e+e-湮滅e-e+→hqX等。建立起QCD領頭近似下系統描述這些過程的包括領頭和各階高扭度貢獻的理論框架，將微分截面表示為可微擾計算的硬散射部分與描述強子結構和強子化的規範不變的夸克－夸克關聯子的卷積。並對相應過程的微分散射截面進行了全面系統的計算，在各類不同極化的情形下，全部計算到扭度 3，對非極化DIS和單舉e+e-湮滅，還首次計算到扭度 4。另外，作為共線展開套用一個自然的推論，對三維部分子分布與關聯函式的核依賴性進行了研究，明確給出原子核過程橫動量展寬的來源，並做數值估算。 （二）利用QCD運動方程研究了扭度 3關聯函式之間的關係，得出了一系列關係式，對簡化計算以及相關的理論與實驗研究起到重要作用。基於原來提出的把QCD總角動量完整分解為規範不變的夸克與膠子的自旋與軌道角動量的方法，對膠子自旋進行了系統研究，發現傳統的在光錐規範中定義的“膠子極化”Δg和只包含物理自由度的“膠子自旋”Sg有很大差別，Sg只是Δg的5/9。證明了核子自旋與動量的規範無關分解符合Leader生成元判據。指出極化時能量-動量張量不對稱的實驗證據和進一步檢驗的方法。研究了規範場角動量分解的規範相關性與唯一性等。 （三）發現“麻花度”對於理解夸克軌道角動量有很大的益處，提出在Drell-Yan過程中進行研究，研究了利用Tevatron現有數據來研究的可行性並對利用LHC的質子束轟擊固定靶的實驗作了估算。在光錐夸克雙夸克模型中計算了 “橫縱度”和“縱橫度” 以及半單舉DIS和Drell-Yan過程中相關的不對稱度。在MIT口袋模型下計算了pion介子的Boer-Mulders函式。在光錐夸克雙夸克模型下對夸克到Lambda超子碎裂過程進行了研究等等。得到的唯象結果尤其是可以對相關實驗研究提供重要指導.
