19-Dic-141 Riassunto della lezione precedente OPE su DIS inclusivo; operatore di correlazione q-q Φ al leading twist coinvolge tre strutture indipendenti:

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1 19-Dic-141 Riassunto della lezione precedente OPE su DIS inclusivo; operatore di correlazione q-q Φ al leading twist coinvolge tre strutture indipendenti: Parton Distribution Functions (PDF); interpretazione probabilistica; impossibilità di estensione al subleading twist nuova PDF: densità di polarizzazione trasversa, o trasversità; caratteristiche molto differenti da elicità: chiral-odd, evoluzione disgiunta dai gluoni, carica tensoriale scala con Q 2 ed ottenuta da elemento di matrice di operatore locale C-odd trasversità è PDF chiral-odd → soppressa in DIS inclusivo strategia per estrazione dai dati: serve partner chiral-odd a leading twist - Drell-Yan completamente polarizzato → soppresso - SIDIS con π finali in cinematica collineare → soppresso - SIDIS con Λ finali " " " → quale meccanismo? - SIDIS con π finali e misura del P T dipendenza da momenti trasversi e naïve T-rev. odd → nuove strutture in Φ

2 19-Dic-142 Decomposizione di  al leading twist Tr […  − ] → Tr […  −  5 ] → Tr […  −  i  5 ] → Base di matrici di Dirac ν

3 19-Dic-143 Correlatore con momento trasverso intrinseco Proiezioni al leading twist z z

4 19-Dic-144 Decomposizione di  al leading twist Base di matrici di Dirac C 10 è vincolato da T-rev. invar. e ε μνρσ S ν P ρ p σ : μ, ρ = +/− ⇒ ν, σ = i (=1,2) ⇒ coinvolge momenti trasversi partonici (p ⊥ ) idem per C 12 ε μνρσ P ρ p σ ν

5 19-Dic-145 PDF dipendenti da momento trasverso intrinseco Proiezioni al leading twist q↑q↑ twist 2N↑N↑ pesata con p T

6 19-Dic-146 Rappresentazione di elicità di  (x,p T,S) ‘‘  ‘‘ PDFchiralevenchiral-odd q non pol.q→q→ q↑q↑ H non pol.f1f1 h1h1 H → =Lg 1L h 1L  H ↑ = Tf 1T  g 1T h 1, h 1T  naïve T-even naïve T-odd

7 19-Dic-147 Rappresentazione di elicità di  (z,P hT,S h ) ‘‘ ‘‘  PFFchiralevenchiral-odd q non pol.q→q→ q↑q↑ H non pol.D1D1 H1H1 H → =LG 1L H 1L  H ↑ = TD 1T  G 1T H 1, H 1T  naïve T-even naïve T-odd

8 19-Dic-148 PFFchiraleven chiral- odd q non pol. q→q→ q↑q↑ H non pol. D1D1 H1H1 H → =LG 1L H 1L  H ↑ = TD 1T  G 1T H 1, H 1T  PDFchiraleven chiral- odd q non pol. q→q→ q↑q↑ H non pol. f1f1 h1h1 H → =Lg 1L h 1L  H ↑ = Tf 1T  g 1T h 1, h 1T 

9 19-Dic-149 piano adronico finale  C angolo di Collins asimmetria in sin  C ∝ k × P h ∙ S T

10 19-Dic-1410 Airapetian et al., HERMES P.R.L. 94 (05) 012002

11 19-Dic-1411 Congettura semi-classica : poichè  * colpisce q ↑ si forma una stringa di forza di colore; quando la stringa si rompe, si forma un quarkonio con spin 1 e momento angolare orbitale opposto; tale momento angolare orbitale e determina l’asimmetria azimutale nell’emissione dell’adrone finale (Artru, hep-ph/9310323) # quantici vuoto J PC = 0 ++ quarkonio ha S=1  2S+1 L J = 3 P 0

12 19-Dic-1412 effetto Sivers in SIDIS  chiralevenchiral-odd qq→q→ q↑q↑ pf1f1 h1h1 p ↑ = Tf 1T  g 1T h 1, h 1T   chiralevenchiral-odd qq→q→ q↑q↑  D1D1 H1H1

13 19-Dic-1413 effetto Sivers e relativa Single Spin Asymmetry  + positivo  f 1T  u negativa f 1T  d positiva (piccola)

14 19-Dic-1414 possibile interpretazione: * N   distribuzione asimmetrica nel piano (xy): u va a x>0 e d va a x<0 perché S y  0  L q  0 (continua) effetto diretto del momento angolare orbitale dei quark z x y SySy z x y

15 19-Dic-1415 possibile interpretazione: * N   distribuzione asimmetrica nel piano (xy): u va a x>0 e d va a x<0 perché S y  0  L q  0  *  colpisce u che viene deflesso a x<0 per confinamento (forza colore attrattiva) opposto per d (Burkardt, Phys. Rev. D66 (’02) 114005) esempio di deflessione per quark d a x>0 (continua) z x y SySy

16 19-Dic-1416 Cenni sulla Regola di somma di spin elicità (PDF) definite in IFM  spin dei partoni di valenza punto di partenza: definizione gauge invariante degli operatori in gioco R.L. Jaffe e A. Manohar, N.P. B337 (90) 509 X. Ji, J. Tang e P. Hoodboy, P.R.L. 76 (96) 740 "Spin Crisis" : l'elicità dei quark di valenza giustifica solo circa il 30% dello spin 1/2 del nucleone (a Q 2 ~ 1−10 GeV 2 ) correzioni radiative e scaling con Q 2 non modificano sostanzialmente la situazione: dove sta il resto dello spin? Contributo dei gluoni? Moto orbitale dei partoni?

17 19-Dic-1417 Cenni sulla Regola di somma di spin densità d’enegia-impulso (operatore locale) densità momento angolare operatore momento angolare conservato non locale conservato quark gluoni

18 19-Dic-1418 spin del protone  elemento di matrice della componente lungo z di operatore momento angolare su stati di protone con 3 a componente dello spin =1/2 lungo z invarianza traslazionale T  operatore locale a twist=2  decomposizione OPE sia per q che G (continua) generalizzazione

19 19-Dic-1419 sia per q che G (continua) T  fornisce la frazione di spin del protone portata da quark & gluoni ma non esiste esperimento per “rivelare” T  (tensore sensibile a sonda tensoriale: il gravitone?) come misurare A(0) e B(0), e quindi dei costituenti? serve nuovo strumento: Generalized Parton Distributions (GPD) A 20, B 20 fattori di forma generalizzati rispettivamente di F 1, F 2

20 19-Dic-1420 Decomposizione dello spin Ji, P.R.L. 78 (’97) 610 si dimostra la seguente decomposizione gauge invariante: vettore di Poynting del campo di colore = densità di momento della radiazione densità di momento angolare della radiazione Prendendo el. di matrice degli operatori di cui sopra su stati |P½> di protone con P z =P e S z =1/2 alla scala di rinormalizzazione  2 abbiamo operatore elicità

21 19-Dic-1421 Regola di somma di spin? anomalia U A (1) mischia elicità dei q (  ) con quella dei G a NLO  separazione dipendente da schema oltre che da  2 la relazione operatoriale (da cui scende la regola di cui sopra) è una regola di somma se gli elementi di matrice di operatori locali su stati |P½> possono essere rappresentati come momenti di Mellin di distribuzioni misurate in processi anelastici sugli stessi stati |P½> e con gli stessi operatori Ad esempio: ma per L z chi è L z q (x) ? Inoltre non esiste una decomposizione univoca e gauge invariante. Analogamente non si sa decomporre J G in L G e ΔG. Work in progress...