[論文レビュー] Elastic and Diffractive Scattering after AdS/CFT

Richard C. Brower, Marko Djurić+1 more|ArXiv.org|Nov 18, 2009

Optical Coatings and Gratings参考文献 3被引用数 5

ひとこと要約

この論文は、QCDにおける弾性散乱および微小散乱を記述するため、AdS/CFT双対性を拡張し、5次元AdS空間における重力子としてのポメロンと、ネヴェウ＝シュヴァルツ $B_{\mu\nu}$ フィールドとしてのオッダロンを特定する。LHCにおける中心的微小散乱ヒッグス生成の強い結合定数フレームワークを提供し、AdSに基づく伝播関数と、AdS境界で源を与えられるヒッグス頂点を有する一般化された二重レッジ振幅を用いる。

ABSTRACT

At high energies, elastic hadronic cross sections are believed to be dominated by vacuum exchange. In leading order of the leading $1/N_c$ expansion this exchange process has been identified as the BFKL {\em Pomeron} or its strong AdS dual the closed string graviton \cite{Brower:2006ea}. However difference of particle anti-particle cross sections are given by a so-called {\em Odderon} carrying C = -1 quantum numbers identified in weak coupling with odd numbers of exchanged gluons. Here we show that the dual description associates this with the Neveu-Schwartz ($B_{μν}$) sector of closed string theory. We also discuss the extension of the strong coupling treatment to central diffractive Higgs production at LHC.

研究の動機と目的

• 1つの強い結合定数AdS/CFT記述内で、ソフトポメロンとBFKLポメロンを統一すること。
• AdS双対においてオッダロンを、C = -1の量子数を持つネヴェウ＝シュヴァルツ $B_{\mu\nu}$ フィールドとして同定すること。
• 強い結合定数ポメロンフレームワークを、LHCにおける中心的微小散乱ヒッグス生成の2対3振幅へ拡張すること。
• AdS空間内におけるヒッグス頂点のホログラフィック記述を、フィールド強度演算子 $F^{a}_{\mu\nu}F^{a}_{\mu\nu}$ の境界源として構築すること。
• AdS/CFTに基づく振幅を用いて、二重ポメロン融合によるヒッグス生成の予測を下地づきにすること。

提案手法

• AdS/CFT双対性を用いて、$1/N_c$ の支配的ポメロン交換を、$AdS_5$ 内の閉じたスレッド重力子に写像し、$AdS$ の半径 $r$ をプローブの虚数的質量 $1/Q$ に双対化する。
• オッダロンを閉じたスレッドスpectrum内のネヴェウ＝シュヴァルツ $B_{\mu\nu}$ フィールドとして同定し、C = -1の交換および弱結合における奇数グルーオン交換に対応させる。
• 2対2のアイケノン振幅を、二つのレッジ化されたポメロン交換を持つ二重レッジ表現を用いて2対3振幅へ一般化する。
• ポメロン伝播関数 $G_j(t)$ と頂点 ${\cal V}$ を、ヒッグス頂点のためのバルクから境界への伝播関数を用いて、強い結合定数AdS対応に置き換える。
• ヒッグス生成頂点を、$AdS$ 境界（$z \to 0$）における $F^{a}_{\mu\nu}F^{a}_{\mu\nu}$ の源としてモデル化し、対応するバルクから境界への伝播関数 $\Delta(x-x',z)$ を用いる。
• 将来の研究において、共形対称性の破れ、プロトンインパクト因子、アイケノン生存確率の補正を統合し、現象論的予測を行う。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ポメロンとオッダロンは、AdS/CFTを用いた強い結合定数、ホログラフィックな枠組みで一貫して記述可能か？
• RQ2 オッダロンのAdS/CFT双対は何か？ そして、微小散乱におけるC = -1の量子数をどのように説明するか？
• RQ3 二重レッジ表現を用いて、強い結合定数極限における中心的ヒッグス生成の2対3振幅をどのように一般化できるか？
• RQ4 AdS空間内におけるヒッグス頂点のホログラフィック実現は何か？ そして、二重ポメロン融合過程におけるポメロンへの結合はどのように記述されるか？
• RQ5 AdS/CFTに基づく振幅を実験データに適合させることで、LHCにおけるヒッグス生成推定値の不確実性をどのように低減できるか？

主な発見

• AdS/CFTにおける強い結合定数ポメロンは、$AdS_5$ 上の質量のある重力子として特定され、共形極限における主要レッジ軌道が $j=2$ に達する。
• オッダロンは、閉じたスレッド理論におけるネヴェウ＝シュヴァルツ $B_{\mu\nu}$ フィールドに双対し、C = -1の交換を自然に実現するホログラフィックな実現を提供する。
• プローブの虚数的質量 $1/Q$ は、$AdS$ の半径座標 $z = 1/r$ に双対され、横運動量スケールと第五次元が関連づけられる。
• 中心的ヒッグス生成の2対3振幅は、二つのポメロン交換を持つ二重レッジ形式で表現され、ヒッグス生成頂点の一般化された頂点 ${\cal V}$ を用いる。
• ヒッグス頂点は、$AdS$ 境界における演算子 $F^{a}_{\mu\nu}F^{a}_{\mu\nu}$ の源として実現され、対応するバルクから境界への伝播関数によりホログラフィック計算が可能になる。
• このフレームワークは、LHCにおける二重ポメロン融合ヒッグス生成を体系的に計算する道筋を提供し、将来の研究では共形対称性の破れおよびアイケノン生存確率の補正を含める予定である。