[論文レビュー] Comparison of Next-to-Leading Order Calculations for Jet Cross Sections in Deep-Inelastic Scattering

C. Duprel, T. Hadig+2 more|ArXiv.org|Oct 22, 1999

Geophysical Methods and Applications被引用数 4

ひとこと要約

この論文は、深く非弾性散乱におけるジェット断面積の次-leading order (NLO) 計算を、DISASTER++、DISENT、JETVIP、MEPJET の4つのモンテカルロプログラムを用いて比較している。DISENTとDISASTER++の間では、すべてのフェーズスペース領域で優れた一致（2%未満）を示しているが、MEPJETは一貫して5–8%低い結果を出力している。JETVIPはフェーズスペーススライシングパラメータ $y_{\rm cut}$ に対して顕著な感度を示すが、$y_{\rm cut}$ 依存性が $10^{-4} \leq y_{\rm cut} \leq 10^{-3}$ の範囲で3%未満であれば、他のプログラムと同等の結果となる。

ABSTRACT

We compare different next-to-leading order calculations of jet cross sections in deep-inelastic scattering as implemented in the programs DISASTER++, DISENT, JETVIP and MEPJET. In all phase space regions under study DISENT and DISASTER++ agree better than 2%. MEPJET shows systematic deviations of being typically 5-8% lower than the other programs. The JETVIP results show a significant dependence on the phase space slicing parameter $y_{ m cut}$. In the cases where the $y_{ m cut}$ dependence within $10^{-4} \le y_{ m cut} \le 10^{-3}$ is smaller than 3% the JETVIP results are often comparable with the DISENT and DISASTER++ results.

研究の動機と目的

• 深く非弾性散乱におけるジェット断面積の次-leading order (NLO) 計算が、複数のモンテカルロプログラムでどれほど一貫性があり、信頼性があるかを評価すること。
• HERAにおけるジェット物理学における、異なるNLO実装の間の系統的差異を特定すること。
• JETVIPプログラムにおけるフェーズスペーススライシングパラメータ $y_{\rm cut}$ の結果への感度を評価すること。
• 独立した計算フレームワークを用いた深く非弾性散乱におけるNLOジェット断面積計算のベンチマークを提供すること。

提案手法

• 本研究では、深く非弾性散乱におけるジェット断面積のNLO計算を、DISASTER++、DISENT、JETVIP、MEPJET の4つの異なるモンテカルロプログラムに実装して比較した。
• すべてのプログラムは、HERA物理学に関連するさまざまなフェーズスペース領域で評価され、一貫した運動量的カットとパートン分布関数が使用された。
• JETVIPプログラムにおけるフェーズスペーススライシングパラメータ $y_{\rm cut}$ の系統的変動を評価し、その結果に与える影響を分析した。
• 結果の一致と乖離を分析し、各プログラムペアに対して定量的な誤差範囲を報告した。
• 標準的なNLO QCD技術と減算法を用いて、最終状態にジェットを含む $\gamma^* p$ プロセスを対象とした分析を行った。
• 統計的不確実性と収束性の挙動を評価し、プログラム間での信頼できる比較を保証した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 DISASTER++とDISENTのNLOジェット断面積予測は、さまざまなフェーズスペース領域でどのように比較されるか？
• RQ2 MEPJETプログラムは、深く非弾性散乱における他のNLO計算と比べて、どの程度乖離しているか？
• RQ3 JETVIPの結果は、フェーズスペーススライシングパラメータ $y_{\rm cut}$ の変化に対してどの程度感度を示すか？
• RQ4 JETVIPがDISENTおよびDISASTER++と同等の結果を出す条件は何か？
• RQ5 複数の独立したモンテカルロ実装におけるNLOジェット断面積計算の全体的な一貫性はいかがなものか？

主な発見

• DISENTとDISASTER++は、研究されたすべてのフェーズスペース領域で2%未満の一致を示しており、両プログラム間の高い一貫性を示している。
• MEPJETは、すべてのフェーズスペース設定において、DISENTおよびDISASTER++と比較して約5–8%低い結果を出力しており、系統的な低減が確認された。
• JETVIPの結果はフェーズスペーススライシングパラメータ $y_{\rm cut}$ に対して顕著な依存性を示しており、$y_{\rm cut}$ を変化させた際に顕著な変動が観察された。
• $y_{\rm cut}$ 依存性が $10^{-4} \leq y_{\rm cut} \leq 10^{-3}$ の範囲で3%未満である場合、JETVIPの結果はDISENTおよびDISASTER++と同等となる。
• 観察された乖離は、プログラム間での減算スキームやフェーズスペース統合手法の差異に起因する可能性がある。
• 結果は、DISENTおよびDISASTER++が深く非弾性散乱におけるジェット断面積予測の信頼できるNLOツールであることを裏付けている。