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半举深度非弹性散射过程中的夸克能量损失效应

半举深度非弹性散射过程中的夸克能量损失效应. 宋丽华 段春贵 河北师范大学. 引言 核环境中的强子化 由夸克能量损失效应所引起的碎裂函数的核修正 结果与讨论. 实验探测： 1. 1983 年实验组在 DIS 过程中发现 EMC 效应，表明原 子核中部分子分布函数被核环境修正了。 2. 1991 年 EMC 实验组在 SIDIS 实验中发现 Cu 核与 D 核以及 Sn 核与 D 核的末态多重数比压低的现象，表 明夸克的碎裂函数也被核环境修正了。

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半举深度非弹性散射过程中的夸克能量损失效应

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Presentation Transcript

  1. 半举深度非弹性散射过程中的夸克能量损失效应半举深度非弹性散射过程中的夸克能量损失效应 宋丽华 段春贵 河北师范大学

  2. 引言 • 核环境中的强子化 • 由夸克能量损失效应所引起的碎裂函数的核修正 • 结果与讨论

  3. 实验探测： 1. 1983年实验组在DIS过程中发现EMC效应，表明原 子核中部分子分布函数被核环境修正了。 2. 1991年EMC实验组在SIDIS实验中发现 Cu核与D 核以及Sn核与D核的末态多重数比压低的现象，表 明夸克的碎裂函数也被核环境修正了。 3. 2007年HERMES实验组对多种靶核（D, N, Ne, Kr)在SIDIS过程中产生的多种强子 （ ） 进行观测，证实了这种多重数比压低现象。

  4. 理论解释： 1. 部分子分布函数的核修正 引起部分子分布函数核修正的核效应除了EMC效应外还有核遮蔽，反遮蔽以及费米运动效应。目前已经有多套原子核中部分子分布函数（EKS98, EKPS，HKM， HKN04, HKN07，nDS)。 2. 夸克碎裂函数的核修正 引起碎裂函数核修正的主要核效应有夸克的能量损失以及核吸收。

  5. q h g SIDIS过程 当强子在原子核外形成时能量损失起主导作用，当强子在核内形成时核吸收起主导作用。

  6. 3. 碎裂函数的核修正 分别以这两种效应为基础建立了多种修正碎裂函数的模型：重新标度模型，韧致辐射模型，碎裂函数修正模型等。在这些模型中都存在着自由参数，在以往的研究中确定它们的值时都没有考虑按照强子是否在核外形成的标准来选择合适的SIDIS实验数据，从相应的数据中去抽取参数的值。这样造成不能很好的区分核吸收以及能量损失对多重数比压低现象的影响形式。 在下面的分析中我们将仅用能量损失效应修正碎裂函数，为排除核吸收的影响在确定能量损失值时仅选择强子在核外形成的实验数据。

  7. 核环境中的强子化 • 在SIDIS过程中，靶核(A)与氘(D)多重数之比为： 其中 为虚光子的能量，z为形成的末态强子所携带的夸克的能量分数即 。根据领头阶的pQCD理论,多重数 可以用部分子分布函数 和碎裂函数 来描述。

  8. 由夸克能量损失效应所引起的碎裂函数的 核修正 1. 用 表示夸克的能量损失值，则在夸克碎裂时实际所 携带的能量为 ， 这就造成了生成强子所携带的能 量分数z的重新标度，即: 这种重新标度使自由环境中的碎裂函数转变为核环境的 碎裂函数：

  9. h q g q h g 2. 能量损失 Drell-Yan过程实际是SIDIS的镜像过程 Drell-Yan 过程 SIDIS过程

  10. 2. 能量损失 这里我们使用曾经处理Drell-Yan过程中两种典型的能量损失表示形式来分析SIDIS过程中的能量损失： 第一种 ， 第二种 和 为由实验确定的参数， 为夸克在碎裂成强子前在原子核中穿行路径的平均长度，其取值与强子形成时间 以及原子核的大小有关。如果 ，此时可以认为强子化过程在原子核外进行， ， 。我们采用了长形成时间的表示形式 ， 。

  11. 3. 参数 和 的确定 通过对形成时间与靶核大小的比较，选出EMC和HERMES 实验数据中末态强子在核外形成的数据对其进行 分析，将 函数最小化从而得到 和 的值。 （1） 对单组实验数据进行分析： 通过拉格朗日乘子法确定它们的不确定度：

  12. （2） 对所选取的各组实验数据进行整体分析： 如果 ， ，否则 。对于由 函数最小化抽取出 和 ，它们的不确定度按下面两式计算

  13. 结果与讨论 • 在对多重数比的计算中我们采用了经过上述方法修正后的领头阶Kretzer参数化的碎裂函数及HKN07束缚核子的部分子分布函数。排除核吸收的影响后，从对各组SIDIS实验数据的整体分析中获取的 和 值( ， • ）小于我们用同样的方法从Drell-Yan实验数据中获得的 和 值( , ）。 • 这表明出射夸克的能量损失值小于入射夸克的能量损失值，这点与理论预计的入射夸克的能量损失应是出射夸克能量损失的1/3 不符。 以下两图展示了理论结果与实验数据的比较情况。

  14. 多重数比随v的变化，实线代表 ， 虚线代表

  15. 多重数比随z的变化，实线代表 ，虚线代表

  16. 从这两幅图可以看出在v较大和z较小的区域我们的结果都与实验数据能够较好符合，这表明当强子在核外形成时能量损失是导致碎裂函数核修正的主要核效应并且能量损失与 成正比还是与 成正比的差别不大。因此从我们的结果中不能证实能量损失与原子核A遵从哪种依赖关系。 从多重数比随z分布的图中我们可以当 时，曲线与实验数据的偏差较大。这是因为当 时，能量很大的强子在很短的时间产生，这时夸克的能量损失效应就不明显了。

  17. 总结： • 当强子在核外形成时，夸克的能量损失效应是引起碎裂函 数核修正的主要核效应。 • 从仅包含强子在核外形成的SIDIS实验数据中抽取的出射 夸克的能量损失 值小于Drell-Yan过程中确定的入射夸克 的能量损失值。 • 能量损失与 成正比还是与 成正比的差别不大。

  18. 谢谢！

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