本文關(guān)鍵詞：核子橫向自旋結(jié)構(gòu)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：為了探測核子內(nèi)部結(jié)構(gòu)和研究核子內(nèi)部分子的強(qiáng)相互作用動力學(xué),實(shí)驗(yàn)上采取測量自旋依賴的可觀測量,對核子白旋結(jié)構(gòu)的研究經(jīng)常給研究人員帶來讓人興奮和吃驚的結(jié)果。在1980年代出現(xiàn)的核子自旋危機(jī)表明,簡單的夸克-部分子模型在描述核子結(jié)構(gòu)方面有局限性,這直接導(dǎo)致了全世界的核物理和粒子物理學(xué)家提出了各種各樣的實(shí)驗(yàn)和理論去研究核子的自旋結(jié)構(gòu)。盡管如此,受到各種實(shí)驗(yàn)技術(shù)和理論的發(fā)展限制,研究人員的主要精力還只是停留在核子縱向極化的研究上。近些年,由于理論上的一些突破,研究人員在核子橫向自旋結(jié)構(gòu)和核子內(nèi)部分子的強(qiáng)相互作用機(jī)制方面有了更深入的了解,實(shí)驗(yàn)上測量和驗(yàn)證核子橫向自旋和核子內(nèi)的強(qiáng)相互作用動力學(xué)又成為全世界核物理和粒子物理學(xué)家關(guān)注的焦點(diǎn)。國內(nèi)有一批理論家在核子橫向結(jié)構(gòu)計(jì)算方面有比較突出的貢獻(xiàn),但是由于受到技術(shù)的限制,國內(nèi)目前還沒法進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)驗(yàn),美國杰弗遜國家實(shí)驗(yàn)室(JLab)擁有世界上在幾個(gè)GeV能區(qū)最好的極化電子束流,并且在該實(shí)驗(yàn)室能夠制備世界一流的高極化度靶,這樣使得美國Jefferson國家實(shí)驗(yàn)室成為進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)的熱門實(shí)驗(yàn)室。 JLab的E06-010實(shí)驗(yàn)是世界上第一次用極化電子束打橫向極化的3He靶來研究中子的橫向自旋結(jié)構(gòu)。該實(shí)驗(yàn)是一個(gè)打靶實(shí)驗(yàn),靶后面有2個(gè)探測臂,個(gè)叫做HRS(用來探測末態(tài)的強(qiáng)子),對強(qiáng)子有非常好的能動量分辨和粒子種類鑒別能力,另外一個(gè)臂叫BigBite(用來探測被散射的電子),這2個(gè)探測臂利用符合技術(shù)測量e+3He-e'+(pion, kaon,proton)的半單舉過程(SIDIS process)的截面在核子自旋依賴上的不對稱性來推測中子的橫向自旋結(jié)構(gòu)。下一代的實(shí)驗(yàn)測量,Jlab會用覆蓋2π的名叫SoLID的譜儀,這個(gè)譜儀已經(jīng)被Jlab12GeV升級項(xiàng)目通過,這個(gè)譜儀在核子橫向自旋結(jié)構(gòu)研究的實(shí)驗(yàn)中在核子多維結(jié)構(gòu)測量和核子橫向動量分布測量方面給出非常高的精度。 此論文的主要結(jié)果包括三項(xiàng)：1.帶電奇異K-介子在半單舉深度非彈性散射反應(yīng)中(Semi-Inclusive Deep Inelastic Scattering)與靶的橫向自旋的單相關(guān)性(Transverse Target Single Spin Asymmetry)的研究,2.帶電pi介子,及K-介子在強(qiáng)子單舉反應(yīng)中(Inclusive hadron production)與靶的橫向自旋的單相關(guān)性研究,3.帶電pi介子與極化電子速流和極化靶的自旋雙相關(guān)性(beam-target double spin asymmetry)的研究。
【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：O571
【目錄】：

• 摘要6-7
• 英文摘要7-10
• 致謝10-27
• 1 Introduction27-44
• 1.1 Electromagnetic Probe27-30
• 1.2 Form Factors30-32
• 1.3 Deep-inelastic Scattering(DIS)32-44
• 1.3.1 Unpolarized Structure Functions37-39
• 1.3.2 Polarized Structure Functions39-42
• 1.3.3 h_1(x)42-44
• 2 Physics Motivation44-57
• 2.1 Semi-inclusive Deep Inelastic Scattering(SIDIS)45-47
• 2.2 Transvers-Momentum-Dependent Parton Distributions(TMDs)and Fragmentation Functions(FFs)47-55
• 2.2.1 Interpreting SIDIS Process in the Parton Model47-49
• 2.2.2 TMDs at Leading twist49-52
• 2.2.3 Fragmentation Functions52-53
• 2.2.4 TMD Factorization and Collinear Factorization53-54
• 2.2.5 Model Calculations of TMDs54-55
• 2.3 Probing the Collins and Sivers Effects55-57
• 3 Experimental Setup57-87
• 3.1 Overview57-58
• 3.2 Incident Electron Beam58-66
• 3.2.1 The Continuous Electron Beam Accelerator58-60
• 3.2.2 Hall A Bcarnline60-66
• 3.2.2.1 Beam Energy Measurement61-62
• 3.2.2.2 Beam Position Monitor(BPM)and Raster62-64
• 3.2.2.3 Beam Current Monitor(BCM)64-66
• 3.3 BigBite Spectrometer66-71
• 3.3.1 BigBite Magnet68-69
• 3.3.2 Multi-wire Drift Chamber(MWDC)69-70
• 3.3.3 Lead-glass Calorimeter70-71
• 3.3.4 Scintillator Plane71
• 3.4 Left High Resolution Spectrometer(HRS)71-81
• 3.4.1 Vertical Drift Chambers(VDC)72-75
• 3.4.2 Two Scintillator Planes S1 and S2m75-76
• 3.4.3 Cherenkov Detectors76-80
• 3.4.3.1 Aerogel Cherenkov Detector77-78
• 3.4.3.2 C02 Gas Cherenkov Detector78-79
• 3.4.3.3 RICH detector79-80
• 3.4.4 Lead-glass Detector80-81
• 3.5 Polarized ~3He target81-82
• 3.6 Data Acquisition(DAQ)and Trigger82-87
• 3.6.1 CODA82-83
• 3.6.2 Trigger Design83-87
• 4 Data Analysis87-135
• 4.1 Detector calibrations87-100
• 4.1.1 BigBite MWDC Calibration88-90
• 4.1.2 BigBite Spectrometer's Optics90-93
• 4.1.3 BigBite Calorimeter Calibration93-94
• 4.1.4 LHRS Calibrations94-98
• 4.1.5 Coincidence Time-of-Flight98-100
• 4.2 Event Selection100-116
• 4.2.1 Electron Selection from BigBite100-104
• 4.2.2 PID in LHRS104-111
• 4.2.3 (e',kaon)SIDIS Event Selection111-116
• 4.3 Analysis Method116-127
• 4.3.1 The Local Pair Method116-117
• 4.3.2 The Maximum Likelihood Method117-127
• 4.4 Prescale Factor Effects127-130
• 4.5 Dilution Study130-135
• 4.5.1 N_2 Dilution130-134
• 4.5.2 Proton Dilution134-135
• 5 Results and Discussions135-174
• 5.1 Collins and Sivers Asymmetries in ~3He↑(e,e'K~±)X Processes136-148
• 5.1.1 Results136
• 5.1.2 Contaminations136-138
• 5.1.3 N_2 Dilutions138
• 5.1.4 Systematic Uncertainties138-143
• 5.1.5 One Binning Analysis143
• 5.1.6 Numerical calculation143-145
• 5.1.7 One-Term Fit145-146
• 5.1.8 Discussions146-148
• 5.2 Beam-Target Double-Spin Asymmetries(DSA)in Inclusive Hadron (pions,kaons and protons)Production148-161
• 5.2.1 Results148-155
• 5.2.2 Contaminations155
• 5.2.3 Dilutions155-158
• 5.2.3.1 N_2 Dilution factors155-156
• 5.2.3.2 Proton Dilution factors156-158
• 5.2.4 Systematic Uncertainty Sources158-159
• 5.2.5 Discussions159-161
• 5.3 Target Single Spin Asymmetries in Inclusive Hadron Production161-165
• 5.3.1 Results161-163
• 5.3.2 Control of False Asymmetry163
• 5.3.3 Discussions163-165
• 5.4 Beam-Target Double-Spin Asymmetries in Inclusive electron Production165-172
• 5.4.1 Binning Information and Kinematic Variables166-167
• 5.4.2 Obtaining Asymmetries167-171
• 5.4.3 Combination of Data171-172
• 5.4.4 N_2 Dilution Factors172
• 5.5 Conclusion172-174
• APPENDICES174-181
• A Coordinate system175-176
• B Summary of systematic uncertainties for different sources176-181
• REFERENCES181-193
• Biography193

【共引文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 傅永平;王東云;楊海濤;;相對論質(zhì)子-質(zhì)子碰撞產(chǎn)生的π~0介子研究[J];內(nèi)蒙古師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)漢文版);2013年05期

2 JI XiangDong;;Parton physics from large-momentum effective field theory[J];Science China(Physics,Mechanics & Astronomy);2014年07期

3 K.A.Olive;K.Agashe;C.Amsler;M.Antonelli;J.-F.Arguin;D.M.Asner;H.Baer;H.R.Band;R.M.Barnett;T.Basaglia;C.W.Bauer;J.J.Beatty;V.I.Belousov;J.Beringer;G.Bernardi;S.Bethke;H.Bichsel;O.Biebe;E.Blucher;S.Blusk;G.Brooijmans;O.Buchmueller;V.Burkert;M.A.Bychkov;R.N.Cahn;M.Carena;A.Ceccucci;A.Cerr;D.Chakraborty;M.-C.Chen;R.S.Chivukula;K.Copic;G.Cowan;O.Dahl;G.D'Ambrosio;T.Damour;D.de Florian;A.de Gouvea;T.DeGrand;P.de Jong;G.Dissertor;B.A.Dobrescu;M.Doser;M.Drees;H.K.Dreiner;D.A.Edwards;S.Eidelman;J.Erler;V.V.Ezhela;W.Fetscher;B.D.Fields;B.Foster;A.Freitas;T.K.Gaisser;H.Gallagher;L.Garren;H.-J.Gerber;G.Gerbier;T.Gershon;T.Gherghetta;S.Golwala;M.Goodman;C.Grab;A.V.Gritsan;C.Grojean;D.E.Groom;M.Gr，

本文編號：391746