衰变对横向单自旋不对称的影响与强子化机制的研究

硬散射过程中的横向单自旋不对称是自旋物理研究热点之一，对该问题的研究能够加深人们对强子结构和强相互作用的理解。目前，理论上主要有两种QCD框架内的机制及一些半经典模型对这个问题做出了解释。这些动力学机制都只考虑了直生粒子的不对称，并没有涉及粒子产生中衰变贡献对横向单自旋不对称的影响。本项目将首先结合相关实验数据，利用"轨道运动价夸克"模型系统的分析粒子衰变对横向单自旋不对称的影响，建立起定量描述该影响的框架，阐明其机制，进而在碎裂和组合两种图像下建立包含衰变贡献并能描述粒子末态自旋效应的强子化模型，并利用它们给出可与实验相比较的不同末态粒子的横向单自旋不对称的理论预言，从而拓展人们对强子化过程中自旋效应的认识。另外，在QCD框架内横向单自旋不对称来源于非微扰矩阵元，我们也将探讨粒子衰变贡献对相关非微扰矩阵元整体分析的影响。

硬过程中的横向单自旋不对称(SSAs)在最近十几年内是高能自旋物理学界的一个关注热点，目前实验上有大量的关于这方面的研究，其中强子强子反应过程中粒子的左右不对称是其中一个重要的研究方向。目前，理论上对这个问题进行解释的理论机制大都只考虑了直生粒子的不对称，并没有涉及粒子产生中衰变贡献对横向单自旋不对称的影响。在本项目中，我们结合相关实验数据，利用“轨道运动价夸克”模型系统的分析粒子衰变对横向单自旋不对称的影响，建立起了定量描述该影响的框架，阐明了其机制，并利用它们给出可与实验相比较的不同末态粒子的横向单自旋不对称的理论预言，从而拓展人们对强子化过程中自旋效应的认识。本项目的主要研究成果概述为以下三方面：.（1）利用PYTHIA事例产生器，我们发现：pi0介子与eta介子的产生过程有较大的不同。在质心系能量为200GeV的pp碰撞中，80%eta介子都是由反应直接产生的，而与此相反的是82%的pi0介子都是由更重粒子衰变而来的。我们给出了两种粒子产生过程中，衰变部分份额和直生部分份额随向前动量分数的变化曲线。我们指出产生过程中衰变贡献的不同是造成两种粒子的横向单自旋不对称的差异的主要因素之一。.（2）利用Lund碎裂模型我们系统的研究了pp反应中横向单自旋不对称在衰变过程中的转移情况，我们发现横向单自旋不对称在衰变过程中会发生转移，但衰变产物的横向不对称比母粒子的不对称小。我们首次提出利用一个不对称转移因子来定量描述横向单自旋不对称在衰变过程中的转移。我们给出了在衰变过程中，该转移因子随衰变产物的向前动量分数的变化曲线。.（3）利用衰变过程中的横向单自旋转移因子，我们发展了“轨道价夸克模型”，系统地计算了pi0, eta粒子的横向单自旋不对称。通过计算结果与实验数据的对比，我们部分地解释了E704实验组和STAR实验组测量到的pi0介子与eta介子不对称的差异。另外，我们也为实验提供了如何排除衰变部分影响的测量建议：测量向前动量分数较大的运动学区域。.研究结果已经整理成一篇学术论文： Parity-violating single-spin asymmetry with hadronic decays of W production in polarized pp Collisions。目前论文在审稿中。