[論文レビュー] Dijet impact factor in DIS at next-to-leading order in the Color Glass Condensate

Paul Caucal, Farid Salazar+1 more|arXiv (Cornell University)|Aug 13, 2021

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ひとこと要約

この論文は、色ガラスコンデンエート（CGC）効果的場理論において、核に対する深エネルギーシンチレーション散乱（DIS）における包含的ダイジェット生成の次-leading order（NLO）インパルス因子を計算している。共変摂動論および光的 Wilson線積分相関関数を用いて、NLOにおける急速度発展がJIMWLKハミルトニアンに従うことを示し、ダイジェット断面積に対してO(α²ₛ ln(xf/xBj))の精度に到達した。この結果により、電子-イオン衝突装置（EIC）におけるグルーオンの飽和の精密な研究が可能になる。

ABSTRACT

We compute the next-to-leading order impact factor for inclusive dijet production in deeply inelastic electron-nucleus scattering at small $x_{ m Bj}$. Our computation, performed in the framework of the Color Glass Condensate effective field theory, includes all real and virtual contributions in the gluon shock wave background of all-twist lightlike Wilson line correlators. We demonstrate explicitly that the rapidity evolution of these correlators, to leading logarithmic accuracy, is described by the JIMWLK Hamiltonian. When combined with the next-to-leading order JIMWLK Hamiltonian, our results for the impact factor improve the accuracy of the inclusive dijet cross section to $\mathcal{O}(\alpha_s^2 \ln(x_f/x_{ m Bj}))$, where $x_f$ is a rapidity factorization scale. These results are an essential ingredient in assessing the discovery potential of inclusive dijets to uncover the physics of gluon saturation at the Electron-Ion Collider.

研究の動機と目的

• 小 xBj における電子-核深エネルギーシンチレーション散乱（DIS）における包含的ダイジェット生成の次-leading order（NLO）インパルス因子を計算すること。
• NLOインパルス因子とNLL JIMWLK発展を組み合わせることで、色ガラスコンデンエート（CGC）フレームワークにおける包含的ダイジェット断面積計算の精度をO(α²ₛ ln(xf/xBj))まで高めること。
• ゆっくりとしたグルーオンの極限におけるNLOダイジェット振幅のJIMWLK因子分解を確立し、将来の数値的応用のためのインパルス因子を分離すること。
• 電子-イオン衝突装置（EIC）における高エネルギーQCDにおけるグルーオンの飽和および四重極相関関数を調べるための基盤的ツールを提供すること。

提案手法

• CGC効果的場理論における共変摂動論およびCGC頂点を含む運動量空間のフェ Feynman ルールを用いて、体系的なNLO計算を実行する。
• シャックウェーブの前後におけるグルーオン放出を含む、すべての実および虚の修正を計算し、装飾付きおよび自由なグルーオン伝播関数を含む自己エネルギーおよび頂点図を扱う。
• ループ積分を評価するために、輪郭積分法およびシュヴィンガー媒介変数を用い、特にソフトおよび衝突する発散に注目する。
• 一ループの段階で、発散（ソフト、衝突、紫外）がキャンセルされることを示し、振幅の再規格化可能性を確認する。
• インパルス因子を抽出し、JIMWLK因子分解を証明するために、小さな縦方向運動量分率（小さな長さ方向運動量分率）の「ゆっくりとしたグルーオン」極限を特定する。
• 横および縦の光子偏光状態におけるNLOインパルス因子の明示的表現を導出し、通常および即時的グルーオン寄与を含む。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 小 xBj におけるCGCフレームワーク下での包含的ダイジェット生成のNLOインパルス因子は、どのように計算可能か？
• RQ2 CGCフレームワークにおける実および虚の修正は、発散をどの程度キャンセルするのか？また、NLOにおける再規格化はどのように達成されるのか？
• RQ3 ゆっくりとしたグルーオン極限におけるNLO振幅は因子分解可能か？もし可能であれば、急速度発展にJIMWLKハミルトニアンが再現されるか？
• RQ4 横および縦に偏光した仮想光子におけるNLOインパルス因子の構造は何か？また、ジェットの運動学的性質にどのように依存するか？
• RQ5 NLOインパルス因子とNLL JIMWLK発展を組み合わせることで、包含的ダイジェット断面積の精度はどの程度向上するか？

主な発見

• NLOダイジェットインパルス因子は、CGC EFTにおいて、すべての実および虚の修正をグルーオンのシャックウェーブ背景に完全に含め、発散を完全に制御した。
• すべてのソフト、衝突、紫外発散が一ループ段階でキャンセルされ、CGCフレームワークにおけるNLO振幅の整合性が確認された。
• ゆっくりとしたグルーオン極限において、NLO振幅はプロセスに依存するインパルス因子と普遍的な発展核に因子分解され、NLOにおけるJIMWLK因子分解が証明された。
• ウィルソン線積分相関関数の急速度発展が、対数的精度の最高でJIMWLKハミルトニアンに従うことが示され、NLOカーネルが完全に組み込まれた。
• NLOインパルス因子とNLL JIMWLK発展を組み合わせることで、包含的ダイジェット断面積がO(α²ₛ ln(xf/xBj))の精度に達し、EICにおける精密な素描的研究が可能になった。
• 横および縦の光子偏光状態におけるNLOインパルス因子の明示的解析的表現が導出され、通常および即時的グルーオン頂点寄与を含む。