[論文レビュー] DISASTER++ (Version 1.0)

Dirk Graudenz|ArXiv.org|Oct 5, 1997

Particle physics theoretical and experimental studies被引用数 10

ひとこと要約

DISASTER++ は、QCD の次-leading order における deep inelastic scattering における (1+1) および (2+1)-jet に類似した観測量を計算する C++ クラスライブラリであり、減算形式を用いている。フレーバー数、スケール、および FORTRAN プログラムへの柔軟なインターフェースへの明示的依存を提供しており、DISENT との良好な一致と、特定の運動量領域における MEPJET との不一致が検証で示された。

ABSTRACT

DISASTER++ is a C++ class library for the calculation of (1+1) and (2+1)-jet-like quantities in deeply inelastic lepton-nucleon scattering for one-photon exchange in next-to-leading-order QCD perturbation theory. The calculation is based on the subtraction formalism. The user has access to an event record such that an arbitrary set of infrared-safe observables can be calculated in a single run. Compared to other existing universal programs, the full dependence on the number of flavours and on the renormalization and factorization scales is made explicit. An interface class providing a simple interface from C++ to existing FORTRAN programs is available. In a preliminary study DISASTER++ is compared to two other programs for various bins of the lepton variables $x_B$ and $y$, where a particular emphasis is put on different behaviours for $ξ o 1$ of the parton densities $f(ξ)$. We find good agreement of DISASTER++ and DISENT (Version 0.1). The comparison of DISASTER++ and MEPJET (Version 2.0) leads to several discrepancies.

研究の動機と目的

• 深接続散乱における NLO QCD 計算のための柔軟でオブジェクト指向的な C++ クラスライブラリの開発。
• 計算におけるクォーカーのフレーバー数および規格化/分離スケールへの明示的依存の組み込み。
• 既存の FORTRAN ベースの QCD プログラムとの統合のためのインターフェースの提供。
• 単一のイベントレコード処理フレームワーク内で任意の赤外安全な観測量の計算を可能にする。
• DISENT や MEPJET のような確立されたプログラムとの比較を通じた実装の妥当性のベンチマーク。

提案手法

• 赤外発散を処理するため、ライブラリは減算形式を実装している。
• 1光子交換を伴う深接続散乱における (1+1) および (2+1)-ジェットに類似した最終状態をサポートしている。
• イベントレコード抽象化により、1回の実行で任意の赤外安全な観測量を計算できる。
• 特別に設計されたインターフェースクラスにより、レガシーな FORTRAN プログラムとのシームレスな統合が可能である。
• コード構造はモularity、拡張性、および明示的なスケールおよびフレーバー依存性を重視している。
• DISENT (バージョン 0.1) および MEPJET (バージョン 2.0) との比較を通じて、xB および y のビンごとの妥当性検証が行われた。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 DISASTER++ は、NLO QCD における深接続散乱のジェットに類似した観測量について、既知の結果をどれほど正確に再現するか？
• RQ2 Parton 分布関数の運動量領域 ξ → 1 に近づくと、DISASTER++ と MEPJET の間で挙動にどのような差が生じるか？
• RQ3 DISASTER++ における明示的なスケールおよびフレーバー依存性は、NLO 計算の信頼性および柔軟性にどのように影響するか？
• RQ4 減算形式は、高エネルギーの素粒子物理学に応用可能な再利用可能な C++ クラスライブラリとして効果的にカプセル化できるか？
• RQ5 DISENT や MEPJET のような確立されたプログラムと比較した場合、DISASTER++ のパフォーマンスおよび一貫性特性はいかなるものか？

主な発見

• DISASTER++ は、xB および y のさまざまなビンにおいて DISENT (バージョン 0.1) と良好な一致を示し、コアの NLO 計算フレームワークの妥当性が検証された。
• DISASTER++ と MEPJET (バージョン 2.0) の間で、特に ξ → 1 に近づくとパートン密度の挙動に不一致が観察された。
• DISASTER++ におけるフレーバー数およびスケール依存性の明示的組み込みにより、素粒子物理学的研究における柔軟性と透明性が向上した。
• ライブラリは、1回のイベント処理ランで任意の赤外安全な観測量の計算を成功裏にサポートした。
• FORTRAN プログラムへのインターフェースにより、後方互換性と既存の QCD ツールとの統合が可能になった。
• 改訂版 (v2) では、DISENT プログラムの修正版に基づき、更新された比較と見直された結論が含まれている。