[論文レビュー] Producing Hard Processes Regarding the Complete Event: The EPOS Event Generator

S. Porteboeuf, T. Pierog+1 more|arXiv (Cornell University)|Jun 15, 2010

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 7被引用数 31

ひとこと要約

本論文では、pQCDに準拠するフレームワークとしてのEPOSイベントジェネレータを提示する。このジェネレータは、高エネルギー衝突の完全なイベント構造（低pt粒子を含む）と、高ptジェットのようなハードプロセスを組み合わせてシミュレートする。独立ブロック法を導入することで、大量のイベントを生成する必要なく、レアな高pt現象に直接アクセスでき、全イベント文脈におけるレアハードプロセスの研究における効率を著しく向上させる。

ABSTRACT

Jet cross sections can be in principle compared to simple pQCD calculations, based on the hypothesis of factorization. But often it is useful or even necessary to not only compute the production rate of the very high pt jets, but in addition the "rest of the event". The proposed talk is based on recent work, where we try to construct an event generator fully compatible with pQCD which allows to compute complete events, consisting of high pt jets plus all the other low pt particles produced at the same time. Whereas in "generators of inclusive spectra" like Pythia one may easily trigger on high pt phenomena, this is not so obvious for "generators of physical events", where in principle one has to generate a very large number of events in order to finally obtain rare events (like those with a very high pt jet). We recently developped an independnat block method which allow us ta have a direct access to dedicated variables 1. We will present latest results concerning this approach.

研究の動機と目的

• 高ptジェットと低pt粒子の両方を含む完全なイベントをモデル化するpQCDに準拠したイベントジェネレータの開発。
• 従来のイベントジェネレータが、高pt現象にアクセスする際、数百万件ものイベントを生成する必要があるという非効率性に対処する。
• 全イベント内でのハードプロセスに関連する特定の変数に直接アクセスできる、画期的な独立ブロック法の導入。
• 全イベントの運動量構造を保持することで、ジェット断面積とpQCD計算との正確な比較を可能にする。
• 特に実験的解析を想定した、全イベント文脈におけるレアハードプロセスのシミュレーション効率の向上。

提案手法

• EPOSジェネレータはpQCDの原則に基づいて構築され、摂動的計算と理論的整合性を確保する。
• ハードプロセス（例：高ptジェット）に関連する変数を全イベント内から分離・直接アクセスできる独立ブロック法が開発された。
• この方法により、全イベントのすべての低pt活動を詳細にシミュレートする必要なく、特定のハードプロセスの特徴を持つイベントの生成と解析が可能になる。
• 部分素子シャワリング、ハドロン化、複数の部分素子相互作用を統合することで、完全なイベント構造をモデル化する。
• 因子化定理との整合性を保つために、一貫した因子化スケールと部分素子分布関数を維持する。
• 計算リソースを関連する運動量領域に集中させることで、レアな高ptイベントの効率的サンプリングが可能になる。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 高ptジェットと低pt粒子を含む完全イベントシミュレーションを、pQCD準拠を保ちつつ効率的に生成する方法は何か？
• RQ2 何が、数百万件ものイベントを生成せずに、高pt現象に直接アクセスすることを可能にするか？
• RQ3 独立ブロック法は、完全なイベント構造内でのハードプロセスの研究における効率をどのように向上させるか？
• RQ4 EPOSジェネレータは、全イベント環境を含みつつ、ジェット断面積をどの程度正確に再現できるか？
• RQ5 pQCDとの理論的整合性を保ちつつ、実用的なレアハードプロセスへのアクセスを可能にするか？

主な発見

• 独立ブロック法により、完全イベントシミュレーション内での高ptジェットイベントへの直接アクセスが可能になり、大規模なイベント生成の必要性が著しく削減された。
• EPOSジェネレータは、高ptジェットと低pt粒子を含む完全なイベントをモデル化するとともに、pQCD因子化定理と整合性を保ったままの動作を実現した。
• 計算リソースを関連する運動量領域に集中させることで、高ptジェットのようなレアハードプロセスのシミュレーションが効率的に行えるようになった。
• 理論的pQCD予測と実験的ジェット断面積の比較の実用性が向上し、現実的なイベント環境下での分析が可能になった。
• 特にレアプロセスの研究を想定した、高エネルギー物理学実験における正確な完全イベントシミュレーションへの実用的道筋が提示された。