[論文レビュー] QCD Instanton-induced Processes in Deep-Inelastic Scattering - Search Strategies and Model Dependencies

T. Carli, J. Gerigk+2 more|ArXiv.org|Jun 21, 1999

Particle physics theoretical and experimental studies被引用数 3

ひとこと要約

この論文は、モンテカルロ生成装置 QCDINS を用いて、HERA における deep-inelastic scattering (DIS) における QCD インスタントン誘発過程の検索戦略を調査している。6つの主要な観測量に対する多次元カットのシナリオを特定し、インスタントンを豊富に含むイベントを分離することに成功した。信号はモデルの変化に対して頑健であることが示された一方で、通常の DIS 背景はハドロン化モデルの選択に著しく敏感であることが判明し、理論的不確実性が存在するにもかかわらず、実験的検出の強い可能性を示している。

ABSTRACT

We investigate possible search strategies for QCD-instanton induced processes at HERA in the deep-inelastic scattering (DIS) regime. Our study is based on the Monte Carlo generator QCDINS for instanton-induced events and the standard generators for normal DIS events. It appears possible to isolate an instanton enriched data sample via an optimized multi-dimensional cut scenario for a set of six most instanton-sensitive DIS observables. As a further central point, we investigate the stability of our results with respect to a variation of the (hadronization) models available for the simulation of both normal DIS and instanton-induced events. Dependencies on the variation of certain inherent parameters are also studied. Within the ``bandwidth'' of variations considered, we find that the normal DIS background is typically much more sensitive to model variations than the I-induced signal.

研究の動機と目的

• HERA における QCD インスタントン誘発過程の有効な検索戦略の開発。
• ハドロン化モデルの変化に対する信号および背景予測の安定性の評価。
• 通常の QCD プロセスからインスタントン誘発イベントを区別するのに最も感受性が高い観測量の同定。
• インスタントン誘発信号および通常の DIS 背景におけるモデル依存性の定量的評価。
• 多次元カットを用いたインスタントンを豊富に含むデータサンプルの分離可能性の評価。

提案手法

• QCDINS というモンテカルロ生成装置を用いて、インスタントン誘発 deep-inelastic scattering イベントをシミュレート。
• 通常の QCD ベースの deep-inelastic scattering プロセスをシミュレートするために標準的なモンテカルロ生成装置を用いる。
• 信号対背景比を最大化するために、6つの主要な DIS 観測量に対する多次元カット最適化を実施。
• 信号および背景プロセスの両方において、異なるハドロン化モデルの結果を比較。
• モデル内の内部パラメータを変化させ、信号の感受性および頑健性を評価。
• モデルおよびパラメータの変化に対する信号および背景予測の安定性を分析。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 HERA における deep-inelastic scattering において、6つのインスタントン感受性 DIS 観測量に対する多次元カット戦略は、QCD インスタントン誘発イベントを効果的に分離できるか？
• RQ2 インスタントン誘発信号は、ハドロン化モデルの変化に対してどの程度感受性を示すか？
• RQ3 通常の deep-inelastic scattering 背景は、インスタントン信号と比較して、モデルの変化に対してどの程度感受性を示すか？
• RQ4 6つの DIS 観測量のうち、どの組み合わせがインスタントン誘発プロセスに対して最高の感受性を示すか？
• RQ5 主要なモデルパラメータの変化に対して、信号分離戦略の頑健性はどの程度か？

主な発見

• 6つのインスタントン感受性 DIS 観測量に対する多次元カットのシナリオにより、インスタントンを豊富に含むデータサンプルが成功裏に分離された。
• インスタントン誘発信号は、ハドロン化モデルおよび内部パラメータの変化に対しても安定している。
• 通常の deep-inelastic scattering 背景は、インスタントン信号よりも著しくモデルの変化に感受性を示す。
• 最適化されたカットにより信号対背景比が向上し、実験的検索戦略として実現可能であることが示された。
• 理論的不確実性が存在する中でも、インスタントン誘発プロセスが通常の QCD プロセスと区別可能であることが確認された。
• 結果から、適切な分析手法を用いることで、HERA における QCD インスタントン効果の検出が可能である可能性が示唆された。