[論文レビュー] Merging HW/HZ + 0 and 1 jet at NLO with no merging scale using the POWHEG BOX interfaced to GoSam

Gionata Luisoni, Paolo Nason+2 more|arXiv (Cornell University)|Jun 11, 2013

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 32被引用数 58

ひとこと要約

本稿では、虚拟補正にGoSamを用いて、次-leading order (NLO) で、ヒッグスボソンとベクトルボソン (W/Z) およびゼロまたは1本のジェットを同時に生成するプロセスの完全自動POWHEG-BOXジェネレータを提示する。この手法により、ミンロ（MiNLO）手順にスダコフ形因子を組み込み、マッチングスケールを必要としないことで、包含的HV + 1ジェットおよびHV生成の両方でNLOの精度が達成される。

ABSTRACT

We present a generator for the production of a Higgs boson H in association with a vector boson V=W or Z (including subsequent V decay) plus zero and one jet, that can be used in conjunction with general-purpose shower Monte Carlo generators, according to the POWHEG method, as implemented within the POWHEG BOX framework. We have computed the virtual corrections using GoSam, a program for the automatic construction of virtual amplitudes. In order to do so, we have built a general interface of the POWHEG BOX to the GoSam package. With this addition, the construction of a POWHEG generator within the POWHEG BOX is now fully automatized, except for the construction of the Born phase space. Our HV + 1 jet generators can be run with the recently proposed MiNLO method for the choice of scales and the inclusion of Sudakov form factors. Since the HV production is very similar to V production, we were able to apply an improved MiNLO procedure, that was recently used in H and V production, also in the present case. This procedure is such that the resulting generator achieves NLO accuracy not only for inclusive distributions in HV + 1 jet production but also in HV production, i.e. when the associated jet is not resolved, yielding a further example of matched calculation with no matching scale.

研究の動機と目的

• 次-leading order (NLO) で、ヒッグスボソンとベクトルボソン (W/Z) および最大1本のジェットを同時に生成するプロセスの完全自動POWHEGジェネレータの開発。
• MiNLO手法にスダコフ形因子を統合することで、マッチングスケールを排除し、その必要性をなくす。
• 1つのマッチドジェネレータ内で、包含的HV + 1ジェットおよびHV生成プロセスの両方を正確にシミュレート可能にする。
• ヒッグスおよびベクトルボソン生成で既に使用されているMiNLO手順を、H+V+ジェット最終状態に改善された一貫性を保ちつつ拡張する。
• POWHEG-BOXとGoSamの間の一般化されたインターフェースを提供し、仮想補正の自動計算を可能にする。

提案手法

• 仚補正は、自動1ループ振幅構築のためのプログラムであるGoSamを用いて計算され、POWHEG-BOXフレームワークに統合されている。
• POWHEG-BOXとGoSamを接続する一般化されたインターフェースを構築し、ボーンのフェーズスペースを除き、ジェネレータ構築の完全自動化を実現した。
• MiNLO手法を適用してスケールを動的に選択し、スダコフ形因子を含めることで、マッチングスケールの必要性を排除した。
• 改善されたMiNLO手順により、完全なHV + 1ジェットプロセスだけでなく、包含的HV生成チャネルに対してもNLOの精度が保証される。
• ジェネレータは、一般化されたシャワーMCジェネレータとのシームレスなインターフェースを設計しており、完全なイベントシミュレーションが可能である。
• HV生成とV生成の構造的類似性を活用し、両プロセスにわたるMiNLOアプローチの一般化を実現した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 GoSamを仮想補正に用いて、H+V+0/1ジェット生成の完全自動POWHEGジェネレータを構築可能か？
• RQ2 マッチングスケールを導入せずに、包含的HVおよびHV+1ジェット最終状態の両方でNLOの精度を達成する方法は何か？
• RQ3 V生成に類似したH+V+ジェット最終状態に対して、MiNLO手順をどの程度一般化できるか？
• RQ4 得られたジェネレータは、異なる最終状態においてNLO精度の分布をどの程度正確に再現できるか？
• RQ5 GoSamをPOWHEG-BOXフレームワークに統合することは、他のプロセスに対しても一般化可能で再利用可能か？

主な発見

• ジェネレータは、マッチングスケールを必要とせず、包含的H+VおよびH+V+1ジェット生成の両方でNLOの精度を達成した。
• MiNLO手順はH+V+ジェット最終状態に成功裏に拡張され、一貫性のあるスケール選択とスダコフ抑制が実現した。
• POWHEG-BOXとGoSamの間のインターフェースにより、ボーンフェーズスペースを除きジェネレータ構築の完全自動化が可能になった。
• この手法は、解像されたおよび解像されないジェット構成の両方で精度を保持し、最終状態間のマッチングにおける堅牢性を示した。
• 得られたジェネレータは、最大1本のジェットを伴うH+V生成を一貫性がありスケールフリーに記述でき、LHCの高精度の素粒子物理学的解析に適している。
• MiNLOによるスケールの曖昧さの排除を通じて、マッチドNLO+PSシミュレーションの新しい基準を確立した。