Funzioni di Struttura TMD
Le distribuzioni Transverse Momentum Dependent (TMD) e le Funzioni di Frammentazione (FF) sono state introdotte, storicamente, per spiegare le ampie asimmetrie azimutali osservate nelle reazioni adroniche che coinvolgevano bersagli di protoni polarizzati trasversalmente. Queste misure hanno rivelato l’esistenza di consistenti asimmetrie (l’ampiezza di esse può raggiungere quasi il 40%) nelle collisioni protone-protone, che permangono ad alte energie, in contrasto con la convinzione che tali asimmetrie di spin fossero soppresse ad alti regimi cinematici. Tali osservazioni suggeriscono quindi l’esistenza di nuove, inaspettate proprietà della struttura del nucleone, come ad esempio apprezzabili accoppiamenti spin-orbita associati al momento trasverso dei quark. Per tenere conto di questi nuovi effetti, negli ultimi anni si è oltrepassata l’approssimazione collineare utilizzata per descrivere i processi profondamente inelastici nella QCD e sono state introdotte nuove funzioni che tengono conto del comportamento trasverso dei partoni, le TMD e le FF, che, attraverso l’inclusione del nuovo grado di libertà trasverso, possono investigare eventuali connessioni tra il moto dei partoni, il loro momento angolare orbitale, il loro spin e lo spin del nucleone, effetti inaccessibili attraverso le semplici PDF longitudinali. Le osservabili connesse con le TMD sono le asimmetrie azimutali misurate nelle collisioni protone protone e nei processi di produzione profondamente anelastica semi-inclusiva (SIDIS) dove, in aggiunta all’elettrone diffuso, vengono rivelati nello stato finale uno o più numerosi adroni.
Il programma di fisica a 12 GeV del Jefferson Lab consentirà di studiare le TMDs in processi SIDIS con un’accuratezza mai raggiunta, in una regione cinematica dove gli effetti dovuti allo spin trasverso o all’accoppiamento spin-orbita giocano un ruolo rilevante. Gli elementi chiave per la realizzazione di queste misure sono l’utilizzo di bersagli polarizzati longitudinalmente e trasversalmente e di fasci polarizzati, associati a rivelatori in grado di identificare diversi tipi di adroni nello stato finale.