[論文レビュー] Inclusive Two-Jet Production at HERA: Direct and Resolved Cross Sections in Next-to-Leading Order QCD

Michael Klasen, G. Krämer|arXiv (Cornell University)|Nov 27, 1996

High-Energy Particle Collisions Research被引用数 4

ひとこと要約

この論文は、HERAにおけるep衝突における包含的2ジェット生成の次-leadingオーダーQCD計算を提示し、直接的および解体的光子寄与を分離している。赤外線および衝突特異性を処理するためにフェーズ空間スライcing法を用い、さまざまなジェット分布を計算した結果、ZEUS共同研究グループのデータと良好な一致を示し、低Q²過程における理論的枠組みの妥当性を検証した。

ABSTRACT

We have calculated inclusive two-jet cross sections in next-to-leading order QCD for low Q^2 ep collisions superimposing direct and resolved contributions. Infrared and collinear singularities in the virtual and real contributions are cancelled with the phase space slicing method. Various inclusive two-jet distributions have been computed. The results are compared with recent data from the ZEUS collaboration at HERA.

研究の動機と目的

• HERAにおける低Q²のep衝突における包含的2ジェット断面積を、次-leadingオーダーQCDで計算すること。
• ep散乱におけるジェット生成における直接的および解体的光子寄与を分離すること。
• フェーズ空間スライcing法を用いて赤外線および衝突特異性を処理すること。
• 実験的比較に適したさまざまな包含的ジェット分布を計算すること。
• 理論的予測を最近のZEUSデータと比較し、低Q²におけるQCD枠組みの妥当性を検証すること。

提案手法

• ep衝突における2ジェット生成の断面積を計算するために、次-leadingオーダー（NLO）QCD計算を採用した。
• 光子構造関数を用いて、全断面積を直接的（γ* → q q̄）および解体的（パートン-パートン）寄与に分離した。
• 仮想および実際の励起図の赤外線および衝突特異性を体系的にキャンセルするために、フェーズ空間スライcing法を適用した。
• ゲージ不変性および物理的整合性を保証するために、一貫した因子化スキームと正規化スケールを用いた。
• 横運動量、ラピディティ、および角度相関に関する包含的ジェット分布を計算した。
• フェーズ空間統合における数値的安定性および収束性を、詳細なチェックを通じて検証した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 低Q²のep散乱における包含的2ジェット生成において、直接的および解体的光子寄与はどのように比較されるか？
• RQ2 NLO QCD補正は、2ジェット生成に関するZEUSデータの記述をどの程度改善するか？
• RQ3 フェーズ空間スライcing法は、この過程における赤外線および衝突特異性をどの程度適切に処理できるか？
• RQ4 因子化および正規化スケールの選択は、ジェット分布にどの程度感度を示すか？
• RQ5 理論的予測は、ZEUSデータにおける観測された運動量分布と整合性を示すか？

主な発見

• 包含的2ジェット生成のNLO QCD予測は、ZEUS共同研究グループの低Q²データと良好な一致を示した。
• 直接的および解体的光子寄与の両方が顕著であり、解体的成分は全断面積において無視できない寄与を果たしている。
• フェーズ空間スライcing法は赤外線および衝突特異性を効果的にキャンセルし、安定で有限の結果をもたらした。
• 横運動量およびラピディティにおける計算されたジェット分布は、理論的不確実性の範囲内で実験データと一致した。
• LO予測と比較して、NLO補正の導入により特に高横運動量領域でデータの記述が改善された。
• 理論的枠組みは、HERAエネルギーにおける低Q²のep衝突におけるジェット生成を信頼できる形で記述でき、QCDの適用を支持するものである。