横动量因子化下自旋不对称度的研究

The spin-related asymmetry appearing in high-energy scattering processes is a powerful tool to probe the spin structure and the flavor dependence of the nucleon. One of the important goals of QCD spin physics is to understand the origins of these spin-related asymmetries. This project employs the transverse momentum dependent factorization and adopts the quark-spectator diquark model under the theoretical field theory and the parameterization to present the calculation of the transverse momentum dependent distributions. With this model results, we study the single and double spin asymmetries of different hadron production in the semi-inclusive deep inelastic scattering, to understand the roles of the quark initial transverse quantum in the high-energy processes. This project focuses on the single or double spins asymmetries at subleading twist of pion production in semi-inclusive deep inelastic scattering, also attempt to study the asymmetries for charged kaon, proton and antiproton production. By comparison with the data of the experimental measurement, we can test the reliability of this theoretical calculation. The future measurements on these asymmetries will test the validity of our predictions, and also shed light on the extraction of the twist-3 transverse momentum dependent distributions.

高能散射过程中出现的与自旋相关的不对称度效应是探索核子内部自旋结构和味道依赖结构的非常有力的工具。理解和探索这些不对称度效应的来源是量子色动力学自旋物理的一个重要目标。本项目将基于横动量因子化框架，采用理论场下的SU (6) 夸克-旁观双夸克模型和参数化的方法对横动量依赖的分布函数的计算，来研究次领头扭度下半单举深度非弹性散射过程不同强子产生中的单自旋和双自旋不对称度，从而考察夸克内禀横动量在高能散射过程中的角色。本项目主要针对半单举深度非弹性散射pion产生过程中的单自旋和双自旋不对称进行探索，同时也对带电kaon，质子、反质子产生过程中的单自旋不对称度进行研究。通过与已有实验测量数据进行对比来检验这套理论计算的可靠性，而未来实验测量数据将会检验我们理论预言的有效性，同时也将在扭度为3的横动量依赖的分布函数的信息提取方面给予启示。

高能极化散射过程中出现的各种自旋相关的不对称度效应可以用夸克横动量和自旋极化方向的关联来解释。探索这些自旋相关的不对称度的来源一直是量子色动力学（QCD）和强子自旋物理领域的一个重要目标，沿着这个方向研究QCD 非微扰区域的动力学和强子内部非平庸的自旋和夸克结构可以深入探索核子内部结构。.基于横动量因子化方案，本项目对次领头扭度的不同方位角依赖的自旋不对称度进行了研究，主要针对Drell-Yan过程、正负电子湮灭过程以及不同末态粒子产生的半单举深度非弹性散射（SIDIS）过程。通过研究这些高能散射过程的散射截面，采用模型和参数化的两种方法计算出所涉及的分布函数和碎裂函数，再计算出这些它们对该过程中出现的相应的自旋不对称度的贡献。通过提取这些自旋相关的不对称度，我们就可以获取蕴含在这些部分子分布函数和碎裂函数之中的核子结构的信息。 .在研究pi-N Drell-Yan过程中Boer-Mulders函数贡献的cos2\phi不对称度时，我们考虑了散射束流和靶的横动量依赖演化效应。这有助于考察夸克内禀横动量对高能散射过程自旋效应的影响，帮助我们理解非微扰QCD在强子内部的复杂行为，推动QCD理论的发展。在研究中性及带电pion介子产生的SIDIS过程中cos\phi_S双极化自旋不对称度时，我们采用了共线因子化方案，拓展共线因子化方案在高扭度极化过程中的应用，完善了部分子自旋和味道结构的理论研究方法。通过研究正负电子湮灭过程非极化夸克碎裂产生横向极化Lambda超子中的横向极化度，我们将研究过程拓展到末态产生粒子为较重的超子过程，丰富了我们的研究内容，进一步验证了横动量因子化理论在次领头扭度的适用性和有效性。在对横向极化质子和横向极化Lambda超子产生的SIDIS过程中次领头扭度sin\phi_{S_h}单极化自旋不对称度进行研究时，统一采用模型方法来计算所涉及的分布函数和碎裂函数，确保了我们计算方法的可靠性，为我们以后研究高扭度碎裂函数的理论计算积累经验。