[論文レビュー] Multiparton interactions, small-x processes and diffraction

F. Hautmann, H. Jung|arXiv (Cornell University)|Jan 1, 2017

High-Energy Particle Collisions Research被引用数 1

ひとこと要約

本稿は、高エネルギー強子衝突における多部分子相互作用（MPI）、小x QCD力学、および微小散乱断面積の相乗的相互作用を調査する。Regge理論にインspiredされた図式とCCFMや高エネルギー因子化といった理論的枠組みを通じて、MPIをグルーオンの飽和とダイジェット生成に結びつける。小x効果が多粒子最終状態および排他的相関に顕著に影響することを示し、特にLHCの素過程的現象論において重要である。

ABSTRACT

The connection between multiparton interaction, diractive processesand saturation eects is discussed. The relation of the rise of the gluondensity at small longitudinal momentum fractions x with the occurrenceof saturation, diraction and multiparton interaction is being studiedboth experimentally and theoretically. We illustrate key ideas underlyingrecent progress, and stress the role of dierent theoretical approaches tosmall-x QCD evolution in investigations of multiparton interactions.

研究の動機と目的

• 高エネルギー強子衝突における多部分子相互作用（MPI）、小x力学、および微小散乱断面積の理論的関係を明確化すること。
• 小xにおける部分子密度の増加が飽和効果を引き起こし、MPI寄与を増強する仕組みを検討すること。
• 微小散乱過程および飽和効果が、単一部分子散乱を越えた排他的最終状態相関をどのように形作るかを評価すること。
• 特にCCFMおよび高エネルギー因子化といった小x進化フレームワークがMPI現象論に与える影響を評価すること。
• 小x QCD力学の観点から、LHCにおけるマルチジェットおよび多粒子相関を解釈するための概念的・理論的基盤を提供すること。

提案手法

• AGKカット規則に基づくRegge理論的カット図式を用い、微小散乱過程、飽和効果、MPIを統一的枠組みで関連付ける。
• CCFM進化方程式を用いて、高エネルギーQCDにおける横運動量依存性（TMD）分割関数および非Sudakov形因子をモデル化する。
• 普遍的TMD分割関数および有限TMD補正を組み込んだ高エネルギー因子化形式を統合する。
• 小xにおける非統合部分子分布関数および二重部分子散乱（DPS）が、小xにおけるダイジェットおよびマルチジェット最終状態に与える役割を分析する。
• LHCおよびHERAの実験データ（ダイジェットの方位角非相関、迅速度ギャップ、ジェット多重度など）と理論的予測を比較する。
• モンテカルロイベントジェネレータ（例：Pythia）および理論的モデルを用いて、多微分断面積および最終状態相関におけるMPI信号を解釈する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 高エネルギー強子衝突における小x力学およびグルーオンの飽和から、多部分子相互作用（MPI）はどのように生じるか？
• RQ2 Regge理論的カット図式を通じて、微小散乱過程がMPIと飽和効果をどのように結びつけるか？
• RQ3 CCFM進化におけるTMD補正および非Sudakov形因子が、小xにおけるマルチジェット最終状態の構造に与える影響は何か？
• RQ4 小x効果は、包含断面積が変わらない場合でも、排他的最終状態相関にどの程度影響を及ぼすか？
• RQ5 高エネルギー因子化およびCCFM進化は、LHCにおけるダイジェットおよびマルチジェット生成におけるMPI寄与をどの程度うまくモデル化できるか？

主な発見

• 小xでは部分子密度が上昇するためMPI寄与が顕著になり、包含断面積が変わらなくても排他的最終状態構造に影響を及ぼす。
• AGKカット規則は、Regge理論的図式において微小散乱過程、飽和効果、二重部分子散乱を結びつける理論的枠組みを提供する。
• TMD補正を含むCCFM進化は、高エネルギーにおける高多重度最終状態の多重度分布および角度相関をうまく記述できる。
• 部分子分岐の有限TMD補正（非Sudakov形因子を含む）は、共鳴的グルーオンのコherencyをコラinear順序を超えてモデル化するために不可欠である。
• 普遍的TMD分割関数を組み込んだ高エネルギー因子化は、マルチジェット最終状態におけるダイジェット生成および方位角非相関の記述を改善する。
• CCFMおよび高エネルギー因子化に基づく理論的モデルは、LHCのダイジェット方位角非相関および迅速度ギャップデータと良好に一致し、小xにおけるMPI研究にその関連性を裏付けている。