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小動量下J/ψ鑑別生產的因式分解


核心概念
本文建立了小動量下J/ψ鑑別生產的因式分解公式,其中包含了TMD形狀函數(TMDShF)和膠子TMD分布函數(gluon TMDPDFs)。TMDShF描述了重子束縛態的形成,而gluon TMDPDFs描述了入射粒子的結構。本文計算了這些量在下一個領導階的精度下,研究了它們的尺度演化,並探討了在高動量下它們與相應的長距離矩陣元素(LDMEs)的匹配。
摘要

本文研究了在小動量下J/ψ鑑別生產的理論框架。主要內容如下:

  1. 建立了J/ψ鑑別生產的因式分解公式,其中包含了TMDShF和gluon TMDPDFs。TMDShF描述了重子束縛態的形成,而gluon TMDPDFs描述了入射粒子的結構。這些量都是動量依賴的,對整個過程中的軟光子輻射非常敏感。

  2. 在vNRQCD+SCET框架下,計算了TMDShF在下一個領導階的精度下,並研究了它們的尺度演化。

  3. 探討了TMDShF在高動量下與相應LDMEs的匹配,通過算符積展開(OPE)來描述它們的擾動行為。

  4. 簡要討論了硬函數的計算。

總的來說,本文建立了一個完整一致的理論框架,用於描述小動量下J/ψ鑑別生產,並研究了TMDShF和TMDPDFs的性質。這對於未來電子-離子對撞機(EIC)中的J/ψ鑑別生產研究非常重要。

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統計資料
以下是支持作者論點的關鍵數據和指標: "在小動量下,軟光子輻射變得非常重要,並與負責重子束縛態形成的(u)軟輻射交織在一起。因此,在低動量區域,長距離矩陣元素(LDMEs)必須提升為TMD形狀函數(TMDShFs),它們包含了這種軟+軟超輻射。" "我們在vNRQCD+SCET框架下工作,其中計算可以根據兩個功率計數參數(v和λ)以及QCD耦合常數來組織。"
引述
以下是支持作者論點的重要引語: "在小動量下,NRQCD分解在低動量區域會崩潰,因為動量的橫向分量對入射hadron的多重散射和軟光子輻射很敏感。在這個動力學區域,需要使用動量依賴(TMD)因式分解框架,將NRQCD的長距離矩陣元素(LDMEs)提升為所謂的TMD形狀函數(TMDShFs),它們包含了軟光子輻射和重子束縛態的形成。" "TMDShFs描述了重子束縛態的形成,而gluon TMDPDFs參數化了入射hadron在膠子方面的結構。兩者都是動量依賴的,對整個過程中的軟光子輻射非常敏感。"

從以下內容提煉的關鍵洞見

by Miguel G. Ec... arxiv.org 10-03-2024

https://arxiv.org/pdf/2407.04793.pdf
Factorization for $J/\psi$ leptoproduction at small transverse momentum

深入探究

除了光子-膠子融合通道,其他通道(如帶入射夸克或重子對處於色單態)是否也需要考慮?它們會對因式分解產生什麼影響?

在研究J/ψ的產生過程中,除了光子-膠子融合通道外,其他通道如帶入射夸克或重子對處於色單態的情況也需要考慮。這些通道的存在會對因式分解產生影響,特別是在強耦合常數的高階修正中。當考慮這些通道時,會引入額外的硬輻射,這不僅增加了強耦合的次數,還會影響到動量的計算和因式分解的結構。具體來說,這些通道可能會導致色單態的貢獻在某些情況下變得顯著,尤其是在高能量或高橫向動量的情況下。因此,為了獲得準確的理論預測,必須在因式分解中納入這些額外的通道,並仔細考慮它們對長距離矩陣元(LDMEs)和TMD形狀函數(TMDShFs)的影響。

如何在實驗中測量TMDShFs和gluon TMDPDFs,並將其與理論預測進行比較?有哪些挑戰需要克服?

在實驗中測量TMDShFs和gluon TMDPDFs的主要方法是通過半包容深不相容散射(SIDIS)和重子碰撞實驗。具體而言,通過觀察J/ψ的產生過程,可以獲得與入射膠子動量相關的橫向動量分佈。這些測量可以通過分析出射粒子的動量和角度來實現,從而提取出TMDShFs和gluon TMDPDFs。 然而,這些測量面臨著一些挑戰。首先,實驗中需要高精度的動量測量,以確保能夠準確地重建入射膠子的動量分佈。其次,背景噪聲和其他非目標過程的影響必須被有效地控制和去除,以便清晰地識別出J/ψ的信號。此外,理論預測和實驗數據之間的比較需要考慮到不同的動量區域和相應的因式分解形式,這可能會導致理論和實驗之間的差異。因此,進行這些測量需要精密的實驗設計和數據分析技術,以克服這些挑戰並獲得可靠的結果。

本文的理論框架是否可以推廣到其他重子態的生產過程?它們會有什麼不同的特點?

本文的理論框架確實可以推廣到其他重子態的生產過程,例如底夸克對的產生或其他重子態的產生。然而,這些過程會有一些不同的特點,主要體現在重子態的質量、內部結構和耦合常數的不同上。 首先,重子態的質量會影響到相應的動量分佈和因式分解的形式,特別是在低橫向動量的情況下,重子態的質量效應可能會變得顯著。其次,重子態的內部結構和夸克組合方式會影響到長距離矩陣元(LDMEs)的計算,這些矩陣元在不同的重子態中可能會有不同的行為。此外,重子態的耦合常數和相互作用強度也會影響到TMDShFs和TMDPDFs的演化和匹配過程。 因此,雖然理論框架是通用的,但在具體應用到其他重子態的生產過程時,需要根據其特點進行相應的調整和修正,以確保理論預測的準確性和可靠性。
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