[論文レビュー] BFKL QCD Pomeron in High Energy Hadron Collisions: Inclusive Dijet Production

V. Kim, Grigorii B. Pivovarov|arXiv (Cornell University)|Jun 21, 1995

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 1被引用数 8

ひとこと要約

この論文は、初期ハドロンに隣接するポメロンの交換を考慮するため、ハドロンのBFKL構造関数を導入することで、高エネルギーハドロン衝突における包含的ダイジェット生成へのBFKL再縮重フレームワークを拡張している。このモデルにより、TeVスケールのエネルギーにおけるK要因および方位角角度の相関性低下の予測が可能となり、Leading-Order QCDを越えて、包含的過程におけるすべての関連するポメロン寄与を含む、ダイジェット力学のより優れた理論的記述が得られる。

ABSTRACT

We calculate inclusive dijet production cross section in high energy hadron collisions within the BFKL resummation formalism for the QCD Pomeron. Unlike the previous calculations with the Pomeron developing only between tagging jets, we include also the Pomerons which are adjacent to the hadrons. With these adjacent Pomerons we define a new object --- the BFKL structure function of hadron --- which enables one to calculate the inclusive dijet production for any rapidity intervals. We present predictions for the K-factor and the azimuthal angle decorrelation in the inclusive dijet production for Fermilab-Tevatron and CERN-LHC energies.

研究の動機と目的

• 高エネルギーハドロン衝突における包含的ダイジェット生成へのBFKLポメロン形式の拡張を図ること。
• 従来のモデルがタギングジェットの間のポメロンのみを考慮していたという制限を克服し、初期ハドロンに隣接するポメロンを含めること。
• 任意のラピディティーインターバルにおける完全な包含的ダイジェット断面積を記述するため、ハドロンの新しいBFKL構造関数を定義すること。
• フェルミラブ・テバトロンおよびCERN-LHCのエネルギーにおける、K要因や方位角角度の相関性低下といった観測量の定量的予測を提供すること。
• Leading-Order QCDを超えて、包含的過程におけるすべての関連するポメロン寄与を含めることで、ダイジェット生成の理論的記述を改善すること。

提案手法

• 初期ハドロンに直接結合するポメロンの寄与を記述するため、ハドロンのBFKL構造関数を導入する。
• QCDポメロン交換におけるエネルギーの大きな対数の再縮重を扱うために、BFKL再縮重形式を用いる。
• 新しく導入したハドロン構造関数と、ジェット間の標準的BFKLポメロン交換を組み合わせ、完全な包含的ダイジェット断面積を計算する。
• ダイジェット生成におけるK要因（次次-leading-orderとLeading-Order断面積の比）の計算に形式を適用する。
• BFKLフレームワークを用いて、ラピディティーやエネルギーに依存する二つのジェット間の方位角角度の相関性低下を計算する。
• フェルミラブ・テバトロンおよびCERN-LHC実験に関連するTeVスケールのエネルギーで数値的評価を実施する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 BFKLポメロン形式は、排他的なジェットタギングを越えて包含的ダイジェット生成を記述するためにどのように拡張可能か？
• RQ2 初期ハドロンに隣接するポメロンを含めることで、包含的ダイジェット断面積にどのような影響を与えるか？
• RQ3 BFKLフレームワークを用いたTeVエネルギーにおける包含的ダイジェット生成のK要因の予測は何か？
• RQ4 BFKLアプローチにおいて、ジェット間の方位角角度の相関性低下はラピディティーやエネルギーにどのように依存するか？
• RQ5 ハドロンのBFKL構造関数は、包含的高エネルギーダイジェット過程に対して一貫性があり、予測可能なフレームワークを提供できるか？

主な発見

• 初期ハドロンに隣接するポメロンを含めることで、ジェット間のポメロン交換のみを考慮するモデルと比較して、包含的ダイジェット断面積に顕著な修正が生じる。
• 提案されたハドロンのBFKL構造関数により、任意のラピディティーインターバルにおける包含的ダイジェット生成の一貫性のある計算が可能になる。
• モデルは高エネルギー域で1より大きなK要因を予測しており、BFKL再縮重による顕著な高次項補正が存在することを示している。
• ジェット間の方位角角度の相関性低下は、ラピディティーセパレーションおよびエネルギーの増加に伴い増大する。これはBFKLフレームワークの予測と一致する。
• K要因および方位角相関性低下の予測は、フェルミラブ・テバトロンおよびCERN-LHCにおける実験的分析において定量的に関連性がある。
• 結果は、ハドロン構造関数を含めた拡張されたBFKLポメロン形式が、高エネルギーにおける包含的ダイジェットダイナミクスを記述するための実用的かつ有効なフレームワークを提供することを示している。