核子结构的 “ 新 ” 图像陈相松四川大学华中科技大学. 提要核子结构研究的目标终极目标与阶段性目标核子结构图像的 “ 演化 ” ：原始图像、 “ 标准 ” 图像、 “ 新 ” 图像 [1]Phys.Rev.Lett.100:032002(2008) [2]Phys.Rev.Lett.103:062001(2009)

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核子结构的 “ 新 ” 图像陈相松四川大学华中科技大学

提要核子结构研究的目标终极目标与阶段性目标核子结构图像的 “ 演化 ” ：原始图像、 “ 标准 ” 图像、 “ 新 ” 图像 [1]Phys.Rev.Lett.100:032002(2008) [2]Phys.Rev.Lett.103:062001(2009) 季向东的 Comment 与我们的 Reply [1] 评 :arXiv: 答 :arXiv: [2] 评 :arXiv: 答 :arXiv:

核子结构研究的目标终极目标：对核子的完备描写完备：预言核子参与所有反应的结果硬过程： Parton Distribution Functions 阶段性目标：核子质量、动量、自旋、磁矩的夸克 - 胶子起源

核子结构图像的 “ 演化 ” 原始图像：组分夸克模型：质子 =(uud) “ 标准 ” 图像：质子 =~50% 夸克 +~50% 饺子理论： Politzer, Phys.Rep. 14:129 (1974) Gross & Wilczek, PRD9:980 (1974) Georgi & Politzer, PRD9:416 (1974) 实验： Sloan, Smadja & Voss, Phys.Rep. 162:46(1988) 理论： X. Ji et al., PRL76:740 (1996) 实验： EMC: 夸克自旋 ( 最新数据： 20-30%) COMPASS, PHENIX: 胶子自旋 (~0)

“ 标准 ” 乎？不相匹配的动量与角动量

“ 强行匹配 ” 的规范不变障碍

新方法：规范场的物理分解

物理分量与纯规范分量的应用 Physical quantity = f(A phys, D pure,…)

Example: Consistent separation of nucleon momentum and spin van Enk and Nienhuis, J. Mod. Opt. 41:963 (1994) Chen, Lü, Sun, Wang, & T. Goldman, PRL 100: (2008)

Gauge-invariant polarized gluon PDF and gauge-invariant gluon spin

Gauge invariant Chern-Simons Current Contribution to OPE and g 1 sum rule?

Relation between Chern-Simons Current and the spin of a gauge particle

The conventional gauge-invariant “quark” PDF The gauge link (Wilson line) restores gauge invariance, but also brings quark-gluon interaction, as also seen in the moment relation:

The novel “proper” quark PDF With a second moment:

The conventional gluon PDF Relates to the Poynting vector:

The novel gluon PDF Relates to the gauge-invariant canonical gluon momentum

To measure the novel quantities  The same experiments as to measure the conventional PDFs  New factorization formulae and extraction of the new PDFs  Quark and gluon orbital angular momentum can in principle be measured through generalized (off-forward) PDFs

Example of theoretical calculation: Quark/gluon momentum in the nucleon Gluons carry about half of the nucleon momentum in the asymptotic limit

核子动量分配的 “ 新 ” 图像 “Do gluons carry half of the nucleon momentum?” X.S. Chen, W.M. Sun, X.F. Lü, F. Wang, and T. Goldman Phys. Rev. Lett., 103, (2009)

核子自璇分配的 “ 新 ” 图像？ Is nucleon spin structure inconsistent with constituent quark model? Di Qing, Xiang-Song Chen, Fan Wang, (Nanjing U.). Phys.Rev.D58:114032,1998. [hep-ph/ ] Di QingXiang-Song ChenFan WangNanjing U.

季向东的 Comment 与我们的 Reply Phys.Rev.Lett.100:032002(2008) Ji’s Comment: arXiv: Our Reply: arXiv: Phys.Rev.Lett.103:062001(2009) Ji’s Comment: arXiv: Our Reply: arXiv:

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Angular Momentum Commutators

Kinematic “Momentum” and Kinematic “Angular Momentum”

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