[論文レビュー] EDDE Monte Carlo event generator

В. А. Петров, R. A. Ryutin+2 more|ArXiv.org|Sep 15, 2004

Parallel Computing and Optimization Techniques被引用数 14

ひとこと要約

EDDE は、高エネルギー陽子衝突装置における排他的二重弾道的過程のためのモンテカルロイベントジェネレータであり、『ハード』過程（例：ヒッグス、b バリオン対、二重ジェット、クォークハリトン生成）の摂動的 QCD と『ソフト』ゴム状態交換の拡張されたレッジ・アイケノンモデルを組み合わせる。クロスセクション、運動量分布、方位角相関を提供し、PYTHIA、CMSJET、CMKIN とのインターフェースを備え、LHC における弾道的ヒッグスおよび新しい物理現象のシミュレーションを可能にする。

ABSTRACT

EDDE is a Monte Carlo event generator, under construction, for different Exclusive Double Diffractive Events. The program is based on the extended Regge-eikonal approach for "soft" processes. Standard Model and its extensions are used for "hard" fusion processes. An interface to PYTHIA, CMSJET and CMKIN is provided.

研究の動機と目的

• 高エネルギー陽子衝突における排他的二重弾道的過程の統合モンテカルロイベントジェネレータの開発を目的とする。
• ハード散乱過程の摂動的 QCD 計算と、ソフトゴム状態交換の非摂動的レッジ・アイケノンモデルの統合を目的とする。
• QCD バックグラウンドの存在下でのレアな弾道的信号（例：ヒッグス、ランダル＝サンダース状態、クォークハリトン）のシミュレーションを可能にする。
• 特に TOTEM および CMS の実験的解析に適した正確なクロスセクションおよび運動量分布の提供を目的とする。
• 主なイベントジェネレータ（PYTHIA、CMSJET、CMKIN）とのインターフェース開発を支援し、物性論的研究への広範な応用を可能にする。

提案手法

• 初期状態および最終状態相互作用におけるソフトゴム状態交換をモデル化する拡張されたレッジ・アイケノンアプローチを用い、ユニタリティを保証する。
• 標準模型またはその拡張における摂動的 QCD を用いて、ハード過程（例：gg → H、bb̄、gg、χc,b）の『素の』振幅を計算する。
• 多重ゴム状態交換および吸収効果を全振幅に反映させるためにユニタリゼーション手順を適用する。
• 解析的および数値的統合を用いて、t1、t2、ξ1、ξ2、および φ0（陽子間の方位角）の微分分布を生成する。
• クロスセクション計算（EDDECSHST、EDDECSBBBG、EDDECS0）およびイベント生成（EDDETTPHI、EDDEX、EDDEMXUGG）のモジュラープロシージャーを実装する。
• STAGEN を介した PYTHIA および CMSJET へのインターフェースを支援し、パートンシャワイングおよびハドロン化を含む完全なイベントシミュレーションを可能にする。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 どのようにして、摂動的および非摂動的 QCD のハイブリッドアプローチを用いて、LHC におけるヒッグスまたは新しい物理状態を含む排他的二重弾道的過程を正確にシミュレートできるか？
• RQ2 排他的ヒッグスおよび重い共鳴状態の微分クロスセクションおよび運動量分布（例：t、ξ、φ0）は、弾道的領域でどのように得られるか？
• RQ3 b̄b 生成などのバックグラウンド寄与は、排他的弾道的ヒッグス探索における信号の有意性にどのように影響するか？
• RQ4 拡張されたレッジ・アイケノンモデルは、特にハード散乱が存在する場合に、排他的弾道的イベントにおけるソフト相互作用をどの程度正確に記述できるか？
• RQ5 ジェネレータの予測は、中心系における方位角相関および急速度分布といった実験的観測量とどの程度一致するか？

主な発見

• EDDE1.1 は、ヒッグスボソン生成の全クロスセクションを 100–500 GeV のヒッグス質量範囲で 0.1–3.6 fb の範囲で計算する。
• ランダル＝サンダース模型では、EDDE1.1 は混合パラメータ ξ ∈ [−0.5, 0.5] およびスケールパラメータ GAM = 246 GeV/Λ（Λ ∈ [1–5 TeV]）の下で H∗ および R∗ 生成のクロスセクションを計算する。
• EDDE1.2 は、MTcut = 25 GeV の条件下で b̄b 生成のクロスセクション計算を改善し、二重 b クォーク対の全クロスセクションを提供する。
• ジェネレータは、ヒッグスボソン生成の微分分布を生成し、最終状態陽子間の方位角 φ0 を含むが、シグナル＋バックグラウンドおよびバックグラウンドのみの成分がシミュレーション内で明確に分離されている。
• EDDE1.2 は、二重ジェット（gg → gg）およびクォークハリトン（χc,0、χb,0）生成のための新しいプロシージャーを提供し、二重ジェットカットにはデフォルトで MTcut = 25 GeV を使用する。
• ジェネレータは、統合された t 分布および中央系の擬似急速度分布を正確に再現し、期待される弾道的パターンと一致する図版で可視化されている。