Longitudinal and transverse spin asymmetries for inclusive jet production at mid-rapidity in polarized p+p collisions at sqrt{s}=200 GeV
The STAR Collaboration, L. Adamczyk, G. Agakishiev, M. M. Aggarwal, Z. Ahammed, A. V. Alakhverdyants, I. Alekseev, J. Alford, B. D. Anderson, C. D. Anson, D. Arkhipkin, E. Aschenauer, G. S. Averichev, J. Balewski, A. Banerjee, Z. Barnovska, D. R. Beavis, R. Bellwied, M. J. Betancourt, R. R. Betts, A. Bhasin, A. K. Bhati, H. Bichsel, J. Bielcik, J. Bielcikova, L. C. Bland, I. G. Bordyuzhin, W. Borowski, J. Bouchet, A. V. Brandin, A. Bridgeman, S. G. Brovko, E. Bruna, S. Bueltmann, I. Bunzarov, T. P. Burton, J. Butterworth, X. Z. Cai, H. Caines, M. Calderón de la Barca Sánchez, D. Cebra, R. Cendejas, M. C. Cervantes, P. Chaloupka, S. Chattopadhyay, H. F. Chen, J. H. Chen, J. Y. Chen, L. Chen, J. Cheng, M. Cherney, A. Chikanian, W. Christie, P. Chung, J. Chwastowski, M. J. M. Codrington, R. Corliss, J. G. Cramer, H. J. Crawford, X. Cui, A. Davila Leyva, L. C. De Silva, R. R. Debbe, T. G. Dedovich, J. Deng, R. Derradi de Souza, S. Dhamija, L. Didenko, F. Ding, A. Dion, P. Djawotho, X. Dong, J. L. Drachenberg, J. E. Draper, C. M. Du, L. E. Dunkelberger, J. C. Dunlop, L. G. Efimov, M. Elnimr, J. Engelage, G. Eppley, L. Eun, O. Evdokimov, R. Fatemi, S. Fazio, J. Fedorisin, R. G. Fersch, P. Filip, E. Finch, Y. Fisyak, C. A. Gagliardi, D. R. Gangadharan, F. Geurts, S. Gliske, Y. N. Gorbunov, O. G. Grebenyuk, D. Grosnick, S. Gupta, W. Guryn, B. Haag, O. Hajkova, A. Hamed, L-X. Han, J. W. Harris, J. P. Hays-Wehle, S. Heppelmann, A. Hirsch, G. W. Hoffmann, D. J. Hofman, S. Horvat, B. Huang, H. Z. Huang, P. Huck, T. J. Humanic, L. Huo, G. Igo, W. W. Jacobs, C. Jena, J. Joseph, E. G. Judd, S. Kabana, K. Kang, J. Kapitan, K. Kauder, H. W. Ke, D. Keane, A. Kechechyan, A. Kesich, D. Kettler, D. P. Kikola, J. Kiryluk, A. Kisiel, V. Kizka, S. R. Klein, D. D. Koetke, T. Kollegger, J. Konzer, I. Koralt, L. Koroleva, W. Korsch, L. Kotchenda, K. Kowalik, P. Kravtsov, K. Krueger, L. Kumar, M. A. C. Lamont, J. M. Landgraf, S. LaPointe, J. Lauret, A. Lebedev, R. Lednicky, J. H. Lee, W. Leight, M. J. LeVine, C. Li, L. Li, W. Li, X. Li, X. Li, Y. Li, Z. M. Li, L. M. Lima, M. A. Lisa, F. Liu, T. Ljubicic, W. J. Llope, R. S. Longacre, Y. Lu, X. Luo, A. Luszczak, G. L. Ma, Y. G. Ma, D. M. M. D. Madagodagettige Don, D. P. Mahapatra, R. Majka, O. I. Mall, S. Margetis, C. Markert, H. Masui, H. S. Matis, D. McDonald, T. S. McShane, J. Millane, S. Mioduszewski, M. K. Mitrovski, Y. Mohammed, B. Mohanty, M. M. Mondal, B. Morozov, M. G. Munhoz, M. K. Mustafa, M. Naglis, B. K. Nandi, Md. Nasim, T. K. Nayak, L. V. Nogach, J. Novak, G. Odyniec, A. Ogawa, K. Oh, A. Ohlson, V. Okorokov, E. W. Oldag, R. A. N. Oliveira, D. Olson, P. Ostrowski, M. Pachr, B. S. Page, S. K. Pal, Y. X. Pan, Y. Pandit, Y. Panebratsev, T. Pawlak, B. Pawlik, H. Pei, C. Perkins, W. Peryt, P. Pile, M. Planinic, J. Pluta, D. Plyku, N. Poljak, J. Porter, A. M. Poskanzer, C. B. Powell, D. Prindle, C. Pruneau, N. K. Pruthi, M. Przybycien, P. R. Pujahari, J. Putschke, H. Qiu, R. Raniwala, S. Raniwala, R. L. Ray, R. Redwine, R. Reed, C. K. Riley, H. G. Ritter, J. B. Roberts, O. V. Rogachevskiy, J. L. Romero, J. F. Ross, L. Ruan, J. Rusnak, N. R. Sahoo, I. Sakrejda, T. Sakuma, S. Salur, A. Sandacz, J. Sandweiss, E. Sangaline, A. Sarkar, M. Sarsour, J. Schambach, R. P. Scharenberg, A. M. Schmah, B. Schmidke, N. Schmitz, T. R. Schuster, J. Seele, J. Seger, P. Seyboth, N. Shah, E. Shahaliev, M. Shao, B. Sharma, M. Sharma, S. S. Shi, Q. Y. Shou, E. P. Sichtermann, R. N. Singaraju, M. J. Skoby, D. Smirnov, N. Smirnov, D. Solanki, P. Sorensen, U. G. deSouza, H. M. Spinka, B. Srivastava, T. D. S. Stanislaus, D. Staszak, S. G. Steadman, J. R. Stevens, R. Stock, M. Strikhanov, B. Stringfellow, A. A. P. Suaide, M. C. Suarez, M. Sumbera, X. M. Sun, Y. Sun, Z. Sun, B. Surrow, D. N. Svirida, T. J. M. Symons, A. Szanto de Toledo, J. Takahashi, A. H. Tang, Z. Tang, L. H. Tarini, T. Tarnowsky, D. Thein, J. H. Thomas, J. Tian, A. R. Timmins, D. Tlusty, M. Tokarev, T. A. Trainor, S. Trentalange, R. E. Tribble, P. Tribedy, B. A. Trzeciak, O. D. Tsai, J. Turnau, T. Ullrich, D. G. Underwood, G. Van Buren, G. van Nieuwenhuizen, J. A. Vanfossen,, R. Varma, G. M. S. Vasconcelos, F. Videbæk, Y. P. Viyogi, S. Vokal, S. A. Voloshin, A. Vossen, M. Wada, F. Wang, G. Wang, H. Wang, J. S. Wang, Q. Wang, X. L. Wang, Y. Wang, G. Webb, J. C. Webb, G. D. Westfall, C. Whitten, H. Wieman, S. W. Wissink, R. Witt, W. Witzke, Y. F. Wu, Z. Xiao, W. Xie, K. Xin, H. Xu, N. Xu, Q. H. Xu, W. Xu, Y. Xu, Z. Xu, L. Xue, Y. Yang, Y. Yang, P. Yepes, Y. Yi, K. Yip, I-K. Yoo, M. Zawisza, H. Zbroszczyk, J. B. Zhang, S. Zhang, W. M. Zhang, X. P. Zhang, Y. Zhang, Z. P. Zhang, F. Zhao, J. Zhao, C. Zhong, X. Zhu, Y. H. Zhu, Y. Zoulkarneeva
TL;DR
The study uses inclusive mid-rapidity jet production in polarized p+p collisions at sqrt{s}=200 GeV to probe proton spin structure. It reports precise measurements of A_LL, A_N, A_Sigma, and A_TT, with a focus on disentangling gluon polarization and potential Sivers/transversity effects, while carefully controlling backgrounds and systematic uncertainties. The results show no significant transverse spin asymmetries and provide strong constraints on the gluon Sivers and gluon helicity distributions, improving global understanding of Delta G in the accessed x-range and informing future global analyses like DSSV. Overall, the work demonstrates the power of RHIC-STAR jet measurements to constrain spin-dependent parton distributions and guide theoretical models of nucleon spin.
Abstract
We report STAR measurements of the longitudinal double-spin asymmetry A_LL, the transverse single-spin asymmetry A_N, and the transverse double-spin asymmetries A_Sigma and A_TT for inclusive jet production at mid-rapidity in polarized p+p collisions at a center-of-mass energy of sqrt{s} = 200 GeV. The data represent integrated luminosities of 7.6 /pb with longitudinal polarization and 1.8 /pb with transverse polarization, with 50-55% beam polarization, and were recorded in 2005 and 2006. No evidence is found for the existence of statistically significant jet A_N, A_Sigma, or A_TT at mid-rapidity. Recent model calculations indicate the A_N results may provide new limits on the gluon Sivers distribution in the proton. The asymmetry A_LL significantly improves the knowledge of gluon polarization in the nucleon.
