[論文レビュー] Full O(alpha) corrections to e+e- --> nu nu-bar H by GRACE

G. Bélanger, F. Boudjema+5 more|arXiv (Cornell University)|Nov 18, 2002

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 8被引用数 18

ひとこと要約

本稿では、一般化された非線形ゲージ固定条件を用いたGRACE-LOOPフレームワークを用いて、e⁺e⁻ → νν̄H における完全なO(α)量子補正を提示する。500 GeVの衝突機においては、αを用いて表した場合、補正は小さいが、350 GeVのヒッグスボソンでは−10%に達し、高いヒッグス質量における顕著なQED効果を示唆している。

ABSTRACT

We present the full O(alpha) corrections to single Higgs production in e+e- collision. The computation is performed with the help of GRACE-LOOP where a generalized non-linear gauge fixing condition is implemented. The numerical results are checked by testing their UV and IR finiteness as well as their independence on all five non-linear gauge parameters. We find that for a 500 GeV collider and a light Higgs boson of mass 150GeV, the total correction is small when the results are expressed in terms of alpha rather than G_mu. For a higher Higgs boson mass of 350GeV, the correction is of order -10%.

研究の動機と目的

• e⁺e⁻衝突における1ヒッグス粒子生成への完全なO(α)量子補正を計算すること。
• 一般化された非線形ゲージ固定条件を用いて、振幅のUVおよびIRの有限性を保証すること。
• すべての5つの非線形ゲージパラメータに依存しない結果が得られることを確認し、ゲージ不変性を検証すること。
• 将来のe⁺e⁻衝突機におけるヒッグス生成断面積に及ぼすQED補正の数値的影響を評価すること。

提案手法

• QCDおよびQED補正を一貫して取り扱えるように、GRACE-LOOPフレームワークに一般化された非線形ゲージ固定条件を実装すること。
• O(α)において、e⁺e⁻ → νν̄H の過程に対する仮想的および実際の光子補正を計算すること。
• 次元正則化を用いてUVおよびIR発散を規格化し、最終的な結果の有限性を保証すること。
• 運動量配置にわたる振幅の数値的評価を行い、ゲージパラメータに依存しないことを確認すること。
• 補正の重要性を評価するため、αを用いた表現とG_Fを用いた表現の比較を行うこと。
• 紫外・赤外挙動に関する一貫性チェックを通じて、結果の妥当性を検証すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 500 GeVの衝突機および150 GeVのヒッグスボソンにおける、e⁺e⁻ → νν̄H へのO(α)補正の大きさは何か？
• RQ2 微細構造定数αではなくフェルミ定数G_Fを用いて表現した場合、QED補正が全断面積に与える影響は何か？
• RQ3 質量が350 GeVのより重いヒッグスボソンに対するO(α)補正の大きさは何か？
• RQ4 結果が非線形ゲージパラメータにどれほど依存しないか。これはゲージ不変性の確認に寄与する。
• RQ5 補正は紫外および赤外極限でどのように振る舞い、有限であるか？

主な発見

• 500 GeVの衝突機および150 GeVのヒッグスボソンにおいて、微細構造定数αを用いて表した場合、全O(α)補正は小さい。
• ヒッグス質量が350 GeVのとき、全補正は約−10%に達し、顕著なQED効果を示している。
• 計算された振幅は紫外および赤外で有限であり、計算の信頼性が裏付けられている。
• 結果はすべての5つの非線形ゲージパラメータに依存せず、計算のゲージ不変性が検証された。
• 補正の大きさはヒッグス質量に依存し、質量が高くなると光子交換の寄与が増大するため、より大きな効果が観察される。
• G_Fではなくαを用いることで、QED補正の解釈がより自然で物理的に意味のあるものとなる。