[論文レビュー] Exclusive production of light vector mesons at next-to-leading order in the dipole picture

Heikki Mäntysaari, Jani Penttala|arXiv (Cornell University)|Mar 31, 2022

High-Energy Particle Collisions Research参考文献 78被引用数 38

ひとこと要約

この論文は、光円錐摂動論および混合座標-運動量空間形式を用いて、ドロップル像における深く非弾性散乱（DIS）における特徴的な軽いベクトルメソン生成の次-leading order（NLO）計算を提示する。有限で発散のない断面積の式が得られ、高エネルギーのφおよびρメソンに対してHERAデータと非常に良好な一致を示す。NLO補正は数値的に顕著であるが、主に非摂動的ドロップル進化パラメータに吸収されている。

ABSTRACT

Exclusive production of light vector mesons in deep inelastic scattering is calculated at next-to-leading order in the dipole picture in the limit of high photon virtuality. The resulting expression is free of any divergences and suitable for numerical evaluations. The higher-order corrections are found to be numerically important, but they can be mostly captured by the nonperturbative fit parameters describing the initial condition for the small-$x$ evolution of the dipole scattering amplitude. The vector meson production cross section is shown to depend only weakly on the meson distribution amplitude and the factorization scale. We also present phenomenological comparisons of our result to the existing exclusive $\phi$ and $ ho$ production data from HERA and find an excellent agreement at high virtualities.

研究の動機と目的

• 高光子の虚数的質量において、ドロップル像における特徴的軽いベクトルメソン生成の次-leading order（NLO）を計算すること。
• 発散のない有限で数値的に安定なNLO断面積の式を提供すること。
• NLO補正がベクトルメソン生成率に与える数値的影響を評価すること。
• 断面積がメソン分布振幅、因子化スケール、正則化スキームに依存する程度を評価すること。
• NLO予測をφおよびρメソン生成に関する既存のHERAデータと比較すること。

提案手法

• 混合横方向座標と縦方向運動量分率空間における光円錐摂動論を用いる。
• 1次トレースの高さで、軽いベクトルメソン波動関数のNLO補正を計算する。
• 物理的な結果を得るために、参考文献[46, 51, 54, 55]のラピディティ発散減算スキームを適用する。
• NLOメソン波動関数とNLO仮想光子波動関数およびドロップル-標的散乱断面積を組み合わせる。
• ドロップル断面積の小x進化にNLO補正を含むBalitsky-Kovchegov（BK）方程式を用いる。
• HERAデータへの既存のドロップル断面積フィットを用いて、素性的比較を実施する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 NLO補正は、深く非弾性散乱における特徴的軽いベクトルメソン生成断面積にどのように影響を与えるか？
• RQ2 NLO補正は、メソン分布振幅および因子化スケールにどの程度依存するか？
• RQ3 NLO断面積は、正則化スキーム（CDR対比FDH）の選択にどの程度感度を示すか？
• RQ4 NLOドロップルモデル記述は、高Q²におけるφおよびρメソン生成の既存のHERAデータを再現できるか？
• RQ5 ERBL進化における赤外切断の役割は何か？また、断面積にどのように影響を与えるか？

主な発見

• NLO断面積は有限で発散がなく、数値的評価に適している。
• NLO補正は数値的に重要であるが、主にドロップル断面積の初期条件の非摂動的フィットパラメータに吸収されている。
• 断面積はメソン分布振幅および因子化スケールにほとんど依存せず、変動は最大で約2%である。
• CDRとFDH正則化スキームにおける断面積比は、すべてのテストされた運動学的条件下で0.2%以内に収まっている。
• モデルは高エネルギーのφおよびρ生成に対して、HERAデータと非常に良好な一致を示している。
• 赤外切断依存性は最大で約5%であるが、Q² → ∞の極限では消え、アプローチの理論的整合性を確認している。