核子自旋结构与高能反应过程的自旋不对称

量子场论的非微扰求解困难使强子结构和强相互作用性质的研究一直是粒子物理与核物理的重要前沿，高能反应过程的自旋不对称则是这类研究的重要手段。近几年该领域实验与理论研究互相推动，得到长足的发展，深入到描述核子结构的部分子关联函数与高能反应中的高扭曲度(Higher twist)效应等，对检验与发展QCD，特别是发展高能反应理论描述中直接从QCD出发的可靠的计算方法等方面起到重要作用。本项目主要目标之一就是研究轻子深度非弹性散射以及相关的pp与pA 碰撞中Drell-Yan过程的Higher twist效应、相应的自旋不对称与核效应；同时，研究LHC以及兰州CSR能区核核碰撞过程中，产生的超子相对于反应面法线方向的极化，检验和发展我们最近在Phys. Rev. Lett.79,102301(2005)提出的整体极化的思想，发展有限温度下QCD计算方法，进而研究QCD理论中自旋轨道耦合等。

对核子结构与强相互作用性质的研究一直是粒子物理与核物理的重要前沿，本项目的目标就是核子结构与高能反应过程的自旋不对称的研究，主要集中在半单举高能反应过程的高扭度效应相应的自旋不对称与核依赖以及重离子碰撞过程中末态整体极化现象两个方面。.项目按设计目标，对半单举轻子—核子、轻子—原子核深度非弹性散射过程的高扭度效应进行了比较系统的研究，得出相应的Twist-3与Twist-4的贡献。首先将我们在2007年发表的描述半单举轻子深度非弹性散射过程的理论框架应用到e+N -> e+q(jet)+X过程，得出完整的强子张量与微分散射截面，从而给出这些情形下各种方位角不对称与核子关联函数之间的关系。包括非极化情形下的e+N -> e+q(jet)+X 过程中twist-4的微分截面以及方位角不对称与部分子关联函数的关系以及不同极化情形下的e+N -> e+q(jet)+X过程中twist-3的微分截面以及各种方位角不对称与部分子关联函数的关系，这些关联函数的定义、QCD运动方程给出的各种关系；随后将将我们在2008年得出横动量依赖的(TMD)部分子分布函数的核依赖性推广到一般的TMD关联函数，得到这些关联函数对A的依赖，进而研究半单举轻子原子核深度非弹性散射过程e+A -> e+q(jet)+X的各种方位角不对称的核依赖性，还利用Gauss Ansatz来描述横动量依赖，各处相应的数值结果。.项目利用量子输运方程，通过合作研究，发展了一套解决自旋1/2粒子体系的量子输运方程的微扰展开方法，继而利用了这一方法研究手征反常的量子输运过程，自然地给出了与手征流体有关的手征磁效应和手征涡旋效应，同时还发现流体的涡旋也可以导致自旋方向相反的粒子沿着涡旋方向分离，这表明在非对心重离子碰撞中可能存在局域自旋极化效应，为我们2005年提出的非对心碰撞过程整体极化确立了更加深入的理论基础。.另外，项目还对高能反应强子化的组合机制中的熵变、产额关联、电荷平衡函数等进行了比较系统的研究，回答了熵变问题，给出了产额关联的较为普适的形式，并给出部分子层次的电荷平衡函数以及强子化对它的影响。. 三年内发表学术论文9篇，其中Phys. Rev. Lett. 1篇，Phys. Rev. 和Phys. Lett. B共7篇。项目执行期间举办或参与举办学术会议7次，在国际学术会议报告9次，毕业博士生5名。