Studio del processo doppio inclusivo p↑(↓) + p → Jet + π + X

L’argomento principale di questo lavoro di tesi e' lo studio del processo doppio inclusivo di scattering polarizzato (A, SA) + (B, SB ) → C + d + X con elevati valori di energia nel centro di massa √s e valori moderatamente grandi di impulso trasverso adronico.
Nel processo in esame A e B sono adroni di spin 1/2 (protoni), mentre C `e un adrone non polarizzato (pione) e d e' un generico jet adronico. Essendo gli adroni iniziali polarizzati, e' possibile studiare la grandezza chiamata asimmetria di spin singolo (SSA), definita come la differenza fra due sezioni d’urto dipendenti dallo spin con polarizzazioni opposte, diviso la loro somma.
Per studiare il doppio processo inclusivo si utilizza il teorema di fattorizzazione della cromodinamica quantistica perturbativa (pQCD), che permette di scrivere la sezione d’urto come convoluzione della sua parte forte (sezione d’urto del processo partonico ab → cd) e della sua componente soffice, rappresentata dalle funzioni di distribuzione partoniche (PDF) e dalle funzioni di frammentazione (FF), dipendenti oltre che dalle frazioni di impulso di cono-luce1 , anche dai momenti trasversi partonici. Sin’ora la validita' del teorema di fattorizzazione e' stata dimostrata soltanto per processi Drell-Yan, per processi di tipo e+e− → AB e per processi di scattering semi-inclusivi profondamente anelastici in particolari condizioni cinematiche. Quindi l’uso del teorema in questo lavoro di tesi va visto come un ragionevole Ansatz, cioe' si suppone che la sua validita' sia estendibile anche a processi del tipo (A, SA) + (B, SB ) → C + d + X . Se l’accordo fra teoria e esperimenti e' soddisfacente, come sin’ora e' sempre stato, allora l’Ansatz puo' essere considerato accettabile.

Di seguito verranno illustrati in breve alcuni concetti relativi al formalismo di elicita' e all’interpretazione che le PDF e le FF acquistano nel suddetto formalismo; seguir`a una piccola panoramica storica contenente alcuni risultati di rilievo sull’asimmetria di spin, nei capitoli secondo e terzo si affrontera' l’analisi della sezione d’urto per il processo doppio inclusivo in esame, rispettivamente nel caso non polarizzato e in quello polarizzato; successivamente nel capitolo quarto verranno illustrate alcune predizioni numeriche fatte sull’ asimmetria di spin singolo per il processo (A, SA) + (B, SB ) → C + d + X .
Infine nelle appendici verranno trattati alcuni dettagli di calcolo utili ai fini della comprensione del lavoro affrontato in questa tesi.