Transcript High p T spin physics

“High pT spin physics”
S.S. Shimanskiy (LHEP JINR, Dubna)
1
E. Leader, Spin in Particle Physics
© Cambridge University Press, 2001
p.Xiv
“Spin plays a dramatic Jekyll and Hyde role in the theatre of elementary
particle physics, acting sometimes as the harbinger of the demise of a
current theory, sometimes as a powerful tool in the confirmation and
verification of such a theory”.
“Спин играет драматическую роль Джекилл и Хайда в театре
физики элементарных частиц, иногда выступая в качестве предвестника
упадка существующей теории, а иногда, выступая в качестве мощного
орудия проверки и подтверждения такой теории”.
2
Воспоминания об академике Л.А. Арцимовиче
Москва, "Наука", 1981
стр.9
"Сейчас уже накопился большой опыт в международном соревновании по
основным направлениям физической науки и выяснилось, при каких условиях
можно рассчитывать на почетную долю в мировом производстве первоклассной
научной информации. Главная заповедь в этом деле - не идти вслед за
сильным соперником по избранному им пути. На узкой дороге трудно
обойти машину, идущую впереди. Нужно самим выбирать свой
собственный путь - только так можно добиться успеха.
Для талантливых людей на нетронутых землях науки открывается сразу много
разных путей.
... Если вы идете вслед за кем-нибудь, пусть даже почти по пятам, то
радость первых открытий вам не удается испытать, она будет уделом тех,
кто хоть немного, но впереди.“
Л.А. Арцимович
3
Outline
1. Not resolve problems in
pp-interactions
2. Same for Deuteron
3. What can we do at NICA@Nuclotron
4
A. Krisch, 28.02.2010 LHEP Seminar
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
There are no data for
other NN systems (nn and np)!!!
15
“Spin crisis” of 70-80’s
not resolve up to now
16
Deuteron Spin Structure
17
Let us look at the nucleon-nucleon
interaction:
Potential Energy
(MeV)
n
Rnp
The Cold High Dense Nuclear Matter
p
0
1
2
3
4
5
Rnp (fm)
•
-100
Internal momentum  250 MeV/c
• Deuteron is
• weakly bound
• Large radius
• di-neutron
and di-proton
unbound
18
DEUTERON STATIC PROPERTIES FROM
NN-POTENTIALS
Problem to built SPIN from the constituents
– for deuteron too!
19
20
21
22
CERN 2004-001
23
24
25
NICA@Nuclotron
26
S. Vokal, A.D. Kovalenko, A.M. Kondratenko, M.A. Kondratenko, V.A.
Mikhailov, Yu.N. Filatov, S.S. Shimanskii
Physics of Particles and Nuclei Letters, 2009, Vol. 6, No. 1, pp. 48–58.
Original Russian Text © 2009, published in Pis’ma v Zhurnal Fizika
Elementarnykh Chastits i Atomnogo Yadra, 2009, No. 1 (149), pp. 81–
96.
27
Уважаемые коллеги,
…
С недавнего времени многопартонные взаимодействия (MPI) привлекают
пристальное внимание как теоретиков, так и экспериментаторов. .. . На сегодняшний
день теоретики разработали адекватный инструмент для описания двойных жёстких
соударений – обобщённое двухпартонное распределение (generalized double
parton distribution) G. Адекватные монтекарловские модели для описания MPI находятся
в стадии разработки. Используя данные HERA по електророждению векторных мезонов,
структуру этого нового объекта можно предсказать в области 0.001 < х < 0.1. В то же
время, в области х > 0.1 информация о G практически отсутствует. Пертурбативные
эффекты в G (весьма серьёзные при больших поперечных импульсах регистрируемых
частиц и/или струй) находятся под контролем. Однако, о непертурбативной корреляции
партонов внутри волновой функции адрона информации у нас нет. Без прямой
экспериментальной информации прогресс в этой области вряд ли возможен. Важно,
что для экспериментального изучения этих корреляций не нужны сверхвысокие энергии.
Достаточно правильно заданных вопросов и грамотного поставленного эксперимента.
Чрезвычайно важной представляется возможность разделения процессов по флейвору
участвующих партонов. Измерять корреляции частиц в конечном состоянии вместо
адронных струй представляется мне предпочтительным. Дело в том, что эта наблюдаемая
содержит ту же информацию о корреляции начальных партонов, что и измерение струй,
однако свободна от неопределённостей, связанных с выбором и использованием
алгоритма по определению струй. …
Ю. Докшицер
27.02.2013
28
29
High pT Exclusive reactions -> MPI
without diquark
N (   ) 2
R

0 0
N (  ) 7
N (   )
R
0
0 0
N (  )
diquark
diquark
diquark
App  0
Diquark (S=0)
30
NN studies at xT ~ 1
N  N  BB  MM
B (p,n,, …), M (, K , …)
NN  NN
}
The counting rules and isotopic symmetry
studies, pT ~ 2 GeV/c anomaly
}
NN  BB   ( KK )
NN  
Detail vertexes studies:
q  (q )  (quark  quark )
q  (qq )  (quark  diquark )
(qq)  (qq)  (diquark  diquark )
31
32
33
34
The End
35
Правила кваркового счета и
структура ядра
In 1973 were published two artiles :
Matveev V.A., Muradyan R.M., Tavkhelidze A.N. Lett. Nuovo Cimento
7,719 (1973);
Brodsky S., Farrar G. Phys. Rev. Lett. 31,1153 (1973)
Predictions that for momentum pbeam ≥ 5 GeV/c in any binary
large-angle scattering (cm > 40o) reaction at large momentum
transfers Q  t
:
A + B -> C + D
d
~
dt A B C  D
s
 ( nA  nB  nC  nD  2)
t
f( )
s
where nA,nB,nC and nD the amounts of elementary constituents
A,B,C and D.
d
dt
s=(pA+pB)2
pp  pp
~s
10
and
and
in
t=(pA-pC)2,
d
8
~s
dt  p  p
37
38
Spin of Proton from Polarized DIS
• Quark and anti-quark polarization

Gluon contribution
 0.1
39
40
New possibilities with kT account.
Helicity
Transversity
Pretzelosity
Worm-gear-1
Worm-gear-2
(T-odd Boer-Mulders and Sivers were “forbidden” by T-parity and
hermiticity but reanimated by Brodsky and Collins.)
41
12C
- structure
RNP – program at JINR
V.V.B., V.K.Lukyanov, A.I.Titov, PLB, 67,
46(1977)
eA – program at JLab
R.Subedi et al., Science 320 (2008) 1476-1478
e-Print: arXiv:0908.1514 [nucl-ex]
42
ИФВЭ, Протвино
p(50GeV )  A(C, Al , Cu,W )  h (350 Lab)  X
43
44
2-х партонный + 3-х партонный + …
07.08.2016
45
2-х партонный + 3-х партонный + …
07.08.2016
46
J.W. Cronin et al., Production of hadrons at large transverse momentum at 200,
300, and 400 GeV, Phys.Rev. D, v.11, N 11, 3105-3123 (1975)
pT ~ 2 GeV/c region
V.S. Pantuev Physics of Atomic Nuclei, 2009, Vol. 72, No. 12, pp.
1971–1981
07.08.2016
47
48
49