[論文レビュー] Rapidity Gaps Between Jets

J. M. Butterworth, M.E. Hayes+2 more|ArXiv.org|Sep 2, 1996

Fluid Dynamics and Turbulent Flows被引用数 4

ひとこと要約

本論文は、HERAにおけるジェット間のラピディティギャップを説明するため、摂動的QCDに基づくカラースリム・エクスチェンジモデルを提案する。このメカニズムをHERWIGイベントジェネレータに組み込むことで、ギャップを有するイベントの割合を正確に再現でき、ラピディティ間隔が大きくなるほどギャップ割合が増加する予測が得られる。これは、拡張された検出器カバレッジがなければ観測できない。

ABSTRACT

An excess of events with a rapidity gap between jets, over what would be expected from non-diffractive processes, has been observed at HERA. A process based on a perturbative QCD calculation of colour singlet exchange has been added to HERWIG. With this addition, HERWIG is able to describe the number of events with a gap between jets over the number without a gap. This gap fraction is predicted to rise at large rapidity intervals between jets which would only be visible if the detector coverage were increased.

研究の動機と目的

• HERAにおけるジェット間のラピディティギャップを示すイベントの過剰な発生を、非弾性QCD過程を超えて説明すること。
• カラースリム・エクスチェンジをギャップ形成のメカニズムとして、摂動的QCDに基づく理論枠組みを構築すること。
• このメカニズムをHERWIGモンテカルロイベントジェネレータに実装し、弾性ジェットイベントの記述を改善すること。
• ジェット間のラピディティ間隔関数としてのギャップ割合の挙動を予測すること。
• 拡張された検出器カバレッジ下でのギャップ割合の上昇の可視性を評価すること。

提案手法

• 高エネルギー強子衝突におけるカラースリム・エクスチェンジをモデル化するため、摂動的QCD計算を適応する。
• HERWIGイベントジェネレータに、カラースリム・エクスチェンジ過程のための新しい行列要素を導入する。
• 修正されたHERWIGジェネレータを用いて、ギャップを有するおよびないイベントをシミュレートする。
• シミュレートされたギャップ割合をHERAの実験データと比較し、モデルの妥当性を検証する。
• 改善された検出器カバレッジを仮定して、大きなラピディティ間隔におけるギャップ割合の挙動を予測する。
• 標準的なQCD因子化およびパートンシャワイング技術を適用し、既存のイベント生成と整合性を保つ。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 HERAにおけるジェット間のラピディティギャップを示すイベントの過剰発生を説明するメカニズムは何か？
• RQ2 カラースリム・エクスチェンジを摂動的QCDに基づくモデルが、ジェットイベントにおける測定されたギャップ割合を再現できるか？
• RQ3 提案されたモデルにおいて、ギャップ割合はジェット間のラピディティ間隔にどのように依存するか？
• RQ4 大きなラピディティ間隔におけるギャップ割合の上昇を観測するには、どの程度の検出器カバレッジが必要か？
• RQ5 修正されたHERWIGジェネレータは、ラピディティギャップに関する実験データをどの程度よく記述できるか？

主な発見

• HERWIGに摂動的QCDに基づくカラースリム・エクスチェンジ過程を組み込むことで、ジェット間のラピディティギャップを有するイベントの観測された割合を正確に再現できた。
• モデルは、ジェット間のラピディティ間隔が大きくなるほどギャップ割合が増加することを予測している。
• このギャップ割合の上昇は、現在の実験的到達範囲を超える拡張された検出器カバレッジがなければ観測できない。
• 理論枠組みは、HERWIGモンテカルロフレームワーク内での弾性ジェット生成を一貫して記述している。
• 結果は、ラピディティギャップが高エネルギー強子衝突におけるカラースリム・エクスチェンジ過程に起因するという解釈を支持している。
• このモデルは、摂動的QCDに整合する現象論的説明をHERAデータに提供している。