[論文レビュー] Multi-jet production in the high energy limit at LHC

Grigorios Chachamis, F. Caporale+3 more|arXiv (Cornell University)|Dec 29, 2017

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 21被引用数 5

ひとこと要約

本稿では、LHCにおけるインクリューシブ3ジェット生成において、コサイン相関の比を用いて3ジェットに拡張したムーラー＝ナヴェレットフレームワークを用いた一般化された方位角角度相関観測量を提案する。次-leading logarithmic (NLLA)補正がグリーン関数に及ぼす影響はわずかであり、13 TeVの中心系エネルギ一でも、観測量の摂動的安定性が強く保たれていることが示唆される。

ABSTRACT

We briefly review observables that were recently proposed in inclusive 3 jet production at hadronic colliders. They are based on azimuthal angle correlations between the final state jets and can be seen as a generalisation of the usual Mueller-Navelet setup. We discuss the stability of the observables once higher order corrections beyond the leading logarithmic accuracy are taken into account. Finally, we give a status report on a related project in which we examine azimuthal angle correlations for Mueller-Navelet jets after imposing a rapidity veto which forbids subsequent minijet emissions to be very close in rapidity.

研究の動機と目的

• 一般化された方位角角度相関比を導入することで、ムーラー＝ナヴェレットフレームワークを3ジェット生成に拡張すること。
• Leading logarithmic accuracy (LLA)を超える高次の補正に対するこれらの観測量の安定性を評価すること。
• ゲルマンのグリーン関数に対するnext-to-leading logarithmic (NLLA)補正が提案された観測量に与える影響を調査すること。
• ムーラー＝ナヴェレットジェット構成におけるグルーオン発光のラピディティ遮断が方位角相関に与える影響を調査すること。
• $ \sqrt{s} = 7\text{ TeV} $ および $ \sqrt{s} = 13\text{ TeV} $ における理論的予測を比較し、エネルギー依存性と頑健性を評価すること。

提案手法

• 本研究では、次にleading logarithmic accuracy (NLLA)でのBalitsky-Fadin-Kuraev-Lipatov (BFKL)フレームワークを用いて、ゲルマンのグリーン関数を計算する。
• 主な観測量は、$ R^{MN}_{PQ} = \frac{\big\langle\cos(\theta_1 - \theta_2)\big\rangle}{\big\langle\cos(\theta_1)\big\rangle} $ のコサイン相関比であり、$ \theta_1 $ および $ \theta_2 $ は連続するジェット間の方位角角度差を表す。
• 理論的予測は、中心ジェットの横運動量の3つのビン（20–35 GeV、35–60 GeV、60–120 GeV）において $ R^{12}_{33} $ について計算される。
• LLAとNLLAの結果を比較する相対的偏差 $ \text{d}x(\text{\%}) $ を用いて、観測量の安定性を定量化する。
• ラピディティ遮断 $ b $ を導入し、ラピディティに近いグルーオン発光を抑制することで、ゲルミオンラダー構造を変更する。
• 結果は、$ \text{LHC} \sqrt{s} = 7\text{ TeV} $ および $ \sqrt{s} = 13\text{ TeV} $ で比較され、統合的およびビン化されたラピディティ依存性が解析された。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ゲルマンのグリーン関数に対するNLLA補正は、3ジェット生成における一般化された方位角角度相関比にどのような影響を及ぼすか？
• RQ2 提案された観測量 $ R^{MN}_{PQ} $ は、LLAを超える高次のQCD補正に対してもどれほど頑健に保たれるか？
• RQ3 グルーオン発光に対するラピディティ遮断を組み込むことで、ムーラー＝ナヴェレットジェット構成における方位角相関はどのように変化するか？
• RQ4 中心系エネルギが7 TeVから13 TeVに変化する際、$ R^{12}_{33} $ の理論的予測はどのように変化するか？
• RQ5 観測量の $ y_J $-依存性は十分に弱いか？これにより、より広い実験的ジェット選択窓が可能になるか？

主な発見

• NLLA補正は、観測量 $ R^{12}_{33} $ にわずかな修正しか及たないため、強い摂動的安定性が示唆される。
• 中心ジェットの横運動量ビンすべてにおいて、LLAとNLLAの結果の相対的偏差 $ \text{d}x(\text{\%}) $ は小さく保たれ、安定性が確認された。
• $ R^{12}_{33} $ の $ y_i $-依存性は、$ y_i = \{-1, -0.5, 0, 0.5, 1\} $ を中心とする5つのラピディティビンにおいて非常に弱く、より広い実験的ジェット選択が可能である。
• $ \sqrt{s} = 13\text{ TeV} $ における理論的予測は、$ \sqrt{s} = 7\text{ TeV} $ と非常に類似しており、大ラピディティ領域でのわずかな変化を除いてほとんど同一である。
• ラピディティ遮断 $ b $ の導入により、方位角相関比は顕著に変化し、実験データとの一致を得るためには最適な $ b $ 値が必要であることが示された。
• 結果から、一般化された観測量は頑健であり、現在のLHCエネルギ一でもBFKLダイナミクスの探査に適していると示唆される。