[論文レビュー] Nonperturbative QCD Effects in High Energy Collisions

Otto Nachtmann|arXiv (Cornell University)|Nov 21, 1994

Quantum Chromodynamics and Particle Interactions参考文献 5被引用数 3

ひとこと要約

本稿では、確率的真空モデルを用いた場の理論的アプローチを提案し、高エネルギーのハドロン-ハドロン衝突における非摂動的QCD効果を計算する。弾性散乱に関して実験データと良好な一致を示し、Drell-Yan過程におけるスピン効果が非摂動的QCD効果の証拠を示す可能性がある。

ABSTRACT

High energy hadron-hadron collisions are discussed. It is argued that soft collisions should involve in an essential way nonperturbative QCD. A way is outlined how to calculate properties of high energy elastic hadron-hadron scattering using field theoretic methods. The functional integrals occuring there are evaluated using the ``stochastic vacuum model''. A satisfactory comparison between theory and experiment is achieved. Then the question of possible nonperturbative QCD effects in high energy hard hadron-hadron collisions is raised. It is shown that some spin effects in the Drell-Yan process may give a hint that such effects exist indeed in nature.

研究の動機と目的

• 高エネルギーのハドロン-ハドロン散乱における非摂動的QCD効果を記述する場の理論的枠組みの構築を目的とする。
• 確率的真空モデルを用いて理論に生じる関数積分を非摂動的に評価する。
• モデルの予測を弾性ハドロン-ハドロン散乱に関する実験データと照合する。
• 非摂動的QCD効果が高エネルギーのハード衝突、例えばDrell-Yan過程に影響を及ぼす可能性があるかどうかを調査する。
• Drell-Yan過程のスピンに依存する観測量における非摂動的ダイナミクスの兆候を探索する。

提案手法

• 量子場の理論における関数積分の観点から高エネルギーのハドロン-ハドロン散乱を定式化する。
• 確率的真空モデルを用いて関数積分を非摂動的に評価する。
• モデルを用いて高エネルギー極限における弾性散乱振幅の性質を計算する。
• 理論的予測を全断面積および微分断面積に関する実験データと比較する。
• Drell-Yan過程におけるスピン非対称性を、非摂動的QCD効果のプローブとして分析する。
• 摂動的展開に依存せず、非摂動的真空構造に焦点を当てた場の理論的手法に依存する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 確率的真空モデルは、高エネルギーの弾性ハドロン-ハドロン散乱における一貫した非摂動的記述を提供できるか？
• RQ2 非摂動的QCD効果は、ハードハドロン-ハドロン衝突の力学にどの程度影響を及ぼすか？
• RQ3 Drell-Yan反応のようなスピンに依存する過程に、非摂動的QCDの観測可能な兆候があるか？
• RQ4 確率的真空モデルに基づく場の理論的枠組みは、実験データをどの程度正確に再現できるか？
• RQ5 非摂動的構造を有するQCD真空は、高エネルギー散乱振幅においてどのような役割を果たすか？

主な発見

• 確率的真空モデルは、高エネルギーの弾性ハドロン-ハドロン散乱に関する実験データと良好な定量的一致を示す。
• モデルは摂動的QCDに依存せず、弾性散乱における全断面積および微分断面積をうまく記述する。
• Drell-Yan過程におけるスピン非対称性は、非摂動的QCD効果の観測可能なシグナルである可能性が特定された。
• 結果から、非摂動的QCD効果が高エネルギーのハード過程で測定可能な役割を果たす可能性があることが示唆される。
• この枠組みは、高エネルギーのハドロン衝突における従来のパートンモデルの代替として、非摂動的で場の理論的な手法を提供する。
• 実験データとの一致は、確率的真空モデルが非摂動的QCD計算の有効なツールであるという妥当性を支持する。