利用AdS/CFT研究深度非弹性散射和康普顿散射

AdS/CFT 对偶性指出一个强耦合的d维场论可以对偶与一个d+1维的经典引力理论。这一对偶性给以前一些不能处理的强耦合问题提供了非常有力的工具，已经被应用到很多领域。本项目主要是利用AdS/CFT对偶性来研究在高能反应方面非常重要的深度非弹过程和康普顿过程：在深度非弹性散射过程中我们将第一次探索在大N展开下的第二阶贡献，在这一近似下末态粒子需要有两个，同时需要bulk to bulk 的传播子，最终可以得到在Bjorken极限下强子结构函数，并和以前的第一阶的结果相比较而讨论大N展开和高扭度展开的对易性质。在康普顿散射过程中我们利用AdS/CFT直接计算这一过程的反应截面，以前的工作都没有考虑引力传播子的贡献，我们的工作也是第一次比较系统的考虑这一贡献，进而可以研究推广的强子结构函数来考察强子结构问题。通过这些研究可以期望得到很多关于强耦合或非微扰的一些重要知识或性质。

深度非弹性散射是探索强子内部结构最为有力的物理手段，人们通过这一物理过程可以测量强子的各种结构函数。AdS/CFT对偶性的提出给人们计算这些非微扰的结构函数提供了可能。本研究项目就是利用AdS/CFT对偶性来研究深度非弹性散射以及与之关系非常密切的深度虚康普顿散射。. 首先，本项目利用AdS/CFT 对偶性，推广了以前在大NC近似下强子结构函数的计算结果，通过考虑来自末态双强子的贡献，计算了大NC展开中下一领头阶的修正。研究发现，下一领头阶的贡献对1/Q的压低比零头阶的贡献更加柔和，从而导致在大Q极限下，大NC展开中下一阶的贡献将是主要的，这一结果与先前的预想完全一致。这一点具有重要的理论意义，因为它显示了大NC展开和高扭度1/Q展开的不对易性，这一性质可能意味着利用AdS/CFT计算的在有限x区域的结构函数之所以和真实的QCD差别非常大只是因为大NC近似的结果。. 其次，本项目还在手征反常流体及局域自旋极化效应的量子输运理论研究中取得重要进展。我们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，这一展开方法的优越之处是具有规范不变性，高度自洽性和迭代性。利用这一理论方法，我们研究发现，手征磁效应、手征涡旋效应以及手征反常这些纯粹的量子现象可以在这一理论框架下非常自然的出现，并且预言了在高能重离子碰撞中的定域极化现象。. 最后，我们还研究了在半单举深度非弹性散射和Drell-Yan过程中的各种方位角不对称性的原子核效应。在横向动量依赖的因子化定理框架下，我们发现在原子核中方位角的不对称性的增强和压低取决于核子各种横向动量依赖分布函数中横向动量的的分布宽度，但平均效果而言总是被压低的。