Precision Measurement of the Longitudinal Double-spin Asymmetry for Inclusive Jet Production in Polarized Proton Collisions at $\sqrt{s}=200$ GeV
STAR Collaboration, L. Adamczyk, J. K. Adkins, G. Agakishiev, M. M. Aggarwal, Z. Ahammed, I. Alekseev, J. Alford, C. D. Anson, A. Aparin, D. Arkhipkin, E. C. Aschenauer, G. S. Averichev, A. Banerjee, D. R. Beavis, R. Bellwied, A. Bhasin, A. K. Bhati, P. Bhattarai, H. Bichsel, J. Bielcik, J. Bielcikova, L. C. Bland, I. G. Bordyuzhin, W. Borowski, J. Bouchet, A. V. Brandin, S. G. Brovko, S. Bultmann, I. Bunzarov, T. P. Burton, J. Butterworth, H. Caines, M. Calderon de la Barca Sanchez, J. M. Campbell, D. Cebra, R. Cendejas, M. C. Cervantes, P. Chaloupka, Z. Chang, S. Chattopadhyay, H. F. Chen, J. H. Chen, L. Chen, J. Cheng, M. Cherney, A. Chikanian, W. Christie, J. Chwastowski, M. J. M. Codrington, G. Contin, J. G. Cramer, H. J. Crawford, A. B. Cudd, X. Cui, S. Das, A. Davila Leyva, L. C. De Silva, R. R. Debbe, T. G. Dedovich, J. Deng, A. A. Derevschikov, R. Derradi de Souza, S. Dhamija, B. di Ruzza, L. Didenko, C. Dilks, F. Ding, P. Djawotho, X. Dong, J. L. Drachenberg, J. E. Draper, C. M. Du, L. E. Dunkelberger, J. C. Dunlop, L. G. Efimov, J. Engelage, K. S. Engle, G. Eppley, L. Eun, O. Evdokimov, O. Eyser, R. Fatemi, S. Fazio, J. Fedorisin, P. Filip, E. Finch, Y. Fisyak, C. E. Flores, C. A. Gagliardi, D. R. Gangadharan, D. Garand, F. Geurts, A. Gibson, M. Girard, S. Gliske, L. Greiner, D. Grosnick, D. S. Gunarathne, Y. Guo, A. Gupta, S. Gupta, W. Guryn, B. Haag, A. Hamed, L. -X. Han, R. Haque, J. W. Harris, S. Heppelmann, A. Hirsch, G. W. Hoffmann, D. J. Hofman, S. Horvat, B. Huang, H. Z. Huang, X. Huang, P. Huck, T. J. Humanic, G. Igo, W. W. Jacobs, H. Jang, E. G. Judd, S. Kabana, D. Kalinkin, K. Kang, K. Kauder, H. W. Ke, D. Keane, A. Kechechyan, A. Kesich, Z. H. Khan, D. P. Kikola, I. Kisel, A. Kisiel, D. D. Koetke, T. Kollegger, J. Konzer, I. Koralt, L. K. Kosarzewski, L. Kotchenda, A. F. Kraishan, P. Kravtsov, K. Krueger, I. Kulakov, L. Kumar, R. A. Kycia, M. A. C. Lamont, J. M. Landgraf, K. D. Landry, J. Lauret, A. Lebedev, R. Lednicky, J. H. Lee, M. J. LeVine, C. Li, W. Li, X. Li, X. Li, Y. Li, Z. M. Li, M. A. Lisa, F. Liu, T. Ljubicic, W. J. Llope, M. Lomnitz, R. S. Longacre, X. Luo, G. L. Ma, Y. G. Ma, D. M. M. D. Madagodagettige Don, D. P. Mahapatra, R. Majka, S. Margetis, C. Markert, H. Masui, H. S. Matis, D. McDonald, T. S. McShane, N. G. Minaev, S. Mioduszewski, B. Mohanty, M. M. Mondal, D. A. Morozov, M. K. Mustafa, B. K. Nandi, Md. Nasim, T. K. Nayak, J. M. Nelson, G. Nigmatkulov, L. V. Nogach, S. Y. Noh, J. Novak, S. B. Nurushev, G. Odyniec, A. Ogawa, K. Oh, A. Ohlson, V. Okorokov, E. W. Oldag, D. L. Olvitt, 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, N. Poljak, K. Poniatowska, J. Porter, A. M. Poskanzer, N. K. Pruthi, M. Przybycien, P. R. Pujahari, J. Putschke, H. Qiu, A. Quintero, S. Ramachandran, R. Raniwala, S. Raniwala, R. L. Ray, C. K. Riley, H. G. Ritter, J. B. Roberts, O. V. Rogachevskiy, J. L. Romero, J. F. Ross, A. Roy, L. Ruan, J. Rusnak, O. Rusnakova, N. R. Sahoo, P. K. Sahu, I. Sakrejda, S. Salur, J. Sandweiss, E. Sangaline, A. Sarkar, J. Schambach, R. P. Scharenberg, A. M. Schmah, W. B. Schmidke, N. Schmitz, J. Seger, P. Seyboth, N. Shah, E. Shahaliev, P. V. Shanmuganathan, M. Shao, B. Sharma, W. Q. Shen, S. S. Shi, Q. Y. Shou, E. P. Sichtermann, R. N. Singaraju, M. J. Skoby, D. Smirnov, N. Smirnov, D. Solanki, P. Sorensen, H. M. Spinka, B. Srivastava, T. D. S. Stanislaus, J. R. Stevens, R. Stock, M. Strikhanov, B. Stringfellow, M. Sumbera, X. Sun, X. M. Sun, Y. Sun, Z. Sun, B. Surrow, D. N. Svirida, T. J. M. Symons, M. A. Szelezniak, J. Takahashi, A. H. Tang, Z. Tang, T. Tarnowsky, J. H. Thomas, A. R. Timmins, D. Tlusty, M. Tokarev, 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, M. Vandenbroucke, J. A. Vanfossen, R. Varma, G. M. S. Vasconcelos, A. N. Vasiliev, R. Vertesi, F. Videbæk, Y. P. Viyogi, S. Vokal, A. Vossen, M. Wada, F. Wang, G. Wang, H. Wang, J. S. Wang, X. L. Wang, Y. Wang, Y. Wang, G. Webb, J. C. Webb, G. D. Westfall, H. Wieman, S. W. Wissink, R. Witt, Y. F. Wu, Z. Xiao, W. Xie, K. Xin, H. Xu, J. Xu, N. Xu, Q. H. Xu, Y. Xu, Z. Xu, W. Yan, C. Yang, Y. Yang, Y. Yang, Z. Ye, P. Yepes, L. Yi, K. Yip, I. -K. Yoo, N. Yu, Y. Zawisza, H. Zbroszczyk, W. Zha, J. B. Zhang, J. L. Zhang, S. Zhang, X. P. Zhang, Y. Zhang, Z. P. Zhang, F. Zhao, J. Zhao, C. Zhong, X. Zhu, Y. H. Zhu, Y. Zoulkarneeva, M. Zyzak
TL;DR
The measured asymmetries provide evidence at the 3σ level for positive gluon polarization in the Bjorken-x region x>0.05 and place stringent constraints on polarized parton distribution functions extracted at next-to-leading order from global analyses of inclusive deep-inelastic scattering (DIS), semi-inclusive DIS, and RHIC pp data.
Abstract
We report a new high-precision measurement of the mid-rapidity inclusive jet longitudinal double-spin asymmetry, $A_{LL}$, in polarized $pp$ collisions at center-of-mass energy $\sqrt{s}=200$ GeV. The STAR data place stringent constraints on polarized parton distribution functions extracted at next-to-leading order from global analyses of inclusive deep inelastic scattering (DIS), semi-inclusive DIS, and RHIC $pp$ data. The measured asymmetries provide evidence for positive gluon polarization in the Bjorken-$x$ region $x>0.05$.