量子色动力学因子化前沿问题的研究

在高能物理实验中发现了大量的单自旋不对称现象。在量子色动力学的理论框架内，存在两种不同的因子化方案。这两种方案的理论预言都是基于形式上的推导。这为最终证明因子化的成立带来困难和麻烦。我们已经试图利用量子色动力学的基本自由度对这两种方案进行了检验，发现其中一种因子化方案存在不自洽的方面。这需要我们开展进一步的理论研究，并构造更适合研究单自旋不对称的基本自由度状态去研究因子化问题，并试图在多圈情形下验证因子化的成立。同时我们希望对微扰论级数中大对数项的重求和问题开展研究。基本想法是利用因子化的方法对大对数项进行因子化。 本项目是针对在高能物理中的，尤其是量子色动力学因子化研究中的一些迫切需要解决的理论问题而立项。而这些理论问题的被解决，对当前的高能物理实验有着重要的意义。

单自旋不对称性的理论研究和实验研究是目前QCD高能物理中的一个热点问题。对单自旋不对称性人们可以利用量子色动力学因子化给出理论预言。该因子化涉及twist-3算符。我们首先发展了一套研究方法去研究涉及到twis-3算符的量子色动力学因子化：利用多重部分子状态去直接计算部分子过程中散射截面的单自旋不对称性，以及多重部分子状态的twist-3算符矩阵元。利用二者的结果，我们可以正确地推导相关的因子化。利用我们的方法，首先，我们正确得到了该因子化中所谓硬极点的贡献。接着，我们研究发现，该因子化中所谓的软极点贡献是由单自旋不对称性的单圈图贡献造成的。通过对Drell-Yan过程的系统研究，揭示了涉及到twis-3算符的量子色动力学因子化的普遍结构，澄清了过去文献中理论结果不一致的地方。我们还利用我们发展的办法研究了twist-3量子色动力学算符的演化方程或重整化标度依赖性，得到了正确的演化方程，解决过去文献存在的关于该演化方程的结果不一致的问题。另外，我们还得到了twist-3手征性为奇的算符的演化方程。我们的这些研究成果对研究单自旋不对称性以及最终能够证明twist-3算符的量子色动力学因子化定理的成立有着重要意义。