《核子自旋結構若干爭議問題的研究》是依託華中科技大學，由陳相松擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：核子自旋結構若干爭議問題的研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：陳相松
- 依託單位：華中科技大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
為解決核子自旋結構中的規範相關難題，我們在[PRL100:232002]及[PRL103:062001]提出把規範場分解為物理部分和純規範部分的方法，為構造規範不變的物理量提供了新的思路，引起了多位學者的繼續研究,也引起了對核子自旋的規範不變分解方法乃至對規範對稱性本身的很大爭議。本項目將集中研究幾個關鍵的爭議點：（1）規範場能否唯一地分解為物理部分和純規範部分，這種分解是否具有實質性的物理意義；（2）能否用實驗檢驗人們提出的各種自旋與軌道角動量的表達式，特別是規範場的角動量表達式；（3）能否從高能散射實驗中抽取基於規範場物理分解方法而構造的新的夸克與膠子的規範不變分布函式，包括極化分布函式；（4）是否存在折中的核子自旋規範不變分解，即我們曾經用路徑積分方法嘗試證明、著名學者Elliot Leader最近用正則量子化方法探討的現象：規範有關的角動量運算元在極化核子態上的期望值可能規範無關。
結題摘要
核子自旋結構研究中的關鍵爭議在於各種自旋和軌道角動量表達式的物理意義和實驗測量問題。我們從分析能量-動量張量以及自旋和角動量張量的觀測效應入手，提出量子測量時各種守恆流之間應存在關聯，而這種關聯可以對守恆流的表達式給出限制。我們發現傳統的能量-動量和角動量張量表達式不滿足量子測量時各種守恆流之間的關聯要求，並推導出可以滿足關聯要求的表達式。進而，我們構造了一個新的引力耦合理論，其中我們新推導的能量-動量張量作為引力源，而新推導的自旋張量作為時空撓率的源，從而賦予了自旋張量最基本的物理意義。為進一步分析規範理論中自旋和軌道角動量表達的規範相關問題，我們比較研究了矢量規範場和張量規範場的自旋與軌道角動量，發現張量規範場的總角動量也可以分解為規範不變的自旋與軌道角動量兩部分，但規範自由度和物理自由度的分解不再唯一。在觀測效應方面，我們指出用分別帶自旋和軌道角動量的粒子束衍射實驗可以檢驗動量流張量的對稱性，並指出已有的光子衍射實驗已經表明能量-動量張量在自旋極化時一定是不對稱的。另外，我們指出狄拉克粒子應具有反常的幾何自旋霍爾效應，從而其能量-動量張量必須採用不對稱的正則表達式。本項目的研究澄清了如何確定能量-動量張量以及自旋和角動量張量等基本物理量的理論表達，特別是在規範場論中的表達，並給出了明確的實驗檢驗方法。
