[論文レビュー] Resolved photon processes in DIS and small x dynamics

H. Jung, L. Joensson+1 more|ArXiv.org|May 20, 1998

Quantum Mechanics and Applications参考文献 5被引用数 5

ひとこと要約

この論文は、小xにおける深く入り込み型散乱（DIS）における解体された光子過程を調査し、HERAで観測された異常な前向きジェット断面積を説明するため、ハード散乱からプロトンへと進化するDGLAP進化チェーンと、光子へと進化する別のDGLAP進化チェーンの二つが、従来のQCDモデルが再現できない原因を説明できると提案している。研究では、これらの解体された光子寄与が、BFKLダイナミクスに帰属づけられていたデータを説明できることを示しており、標準的進化を超える新しい小x物理学を必要としない代替説明を提供する。

ABSTRACT

It has been found that recent results on forward jet production from deep inelastic scattering can neither be reproduced by models which are based on leading order alpha_s QCD matrix elements and parton showers nor by next-to-leading order calculations. The measurement of forward jet cross sections has been suggested as a promising probe of new small x dynamics and the question is whether these data provide an indication of this. The same question arises for other experimental data in deep inelastic scattering at small x which can not be described by conventional models for deep inelastic scattering. In this paper the influence of resolved photon processes has been investigated and it has been studied to what extent such processes are able to reproduce the data. It is shown that two DGLAP evolution chains from the hard scattering process towards the proton and the photon, respectively, are sufficient to describe effects, observed in the HERA data, which have been attributed to BFKL dynamics.

研究の動機と目的

• 次世代のQCDモデルが再現できないHERAの前向きジェット断面積測定値との乖離を解消すること。
• 光子が散乱前にパートンにフラクチュエートする解体された光子過程が、小xにおける観測されたデータの異常を説明できるかどうかを調査すること。
• ハード散乱からプロトンへ、およびハード散乱から光子へと進化する二つの独立したDGLAP進化チェーンが、以前はBFKLダイナミクスに帰属づけられていた効果を再現できるかどうかを特定すること。
• 解体された光子寄与を含む従来のQCD進化が、新しいダイナミクスを必要とせずに小xデータを説明できるかどうかを評価すること。

提案手法

• 二重DGLAP進化を用いる：一つはハード散乱からプロトンへのパートンの進化、もう一つはハード散乱から光子への進化。
• 解体された光子寄与を二段階のプロセスとしてモデル化する：光子 → パートン → プロトンとの散乱。
• Leading-order QCD行列要素に加え、パートンシャワーとDGLAP進化を組み合わせて、全過程をシミュレートする。
• シミュレートされた前向きジェット断面積とHERAの実験データを比較し、一致度を評価する。
• 標準的摂動的QCD技術を用いて、DISにおける解体された光子過程の全振幅を再構成する。
• DGLAP進化方程式をプロトン線および光子線の両方に適用し、小xにおけるパートン密度効果を考慮する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 解体された光子過程が、標準的QCDモデルが再現できないHERAで測定された前向きジェット断面積を再現できるか？
• RQ2 プロトンと光子への二つの独立したDGLAP進化チェーンが、以前はBFKLダイナミクスに帰属づけられていたデータをどの程度説明できるか？
• RQ3 小xにおけるDISの異常を、解体された光子寄与に基づく従来のQCD説明で説明できるか、新しいダイナミクスを必要としないか？
• RQ4 解体された光子過程は、深く入り込み型散乱における前向きジェット生成の運動学的特徴と断面積にどのように影響を与えるか？

主な発見

• 解体された光子過程に加え、二つのDGLAP進化チェーンを組み合わせることで、HERAで観測された前向きジェット断面積を定量的に再現できる。
• 解体された光子寄与を組み込むことで、以前はBFKLダイナミクスに帰属づけられていたデータの異常を説明でき、従来のQCD的代替説明が得られる。
• プロトン線および光子線の両方のDGLAP進化に基づくモデルは、新しい小xダイナミクスを必要とせず、データの運動学的特徴をうまく再現できる。
• 研究では、次が次のQCD計算と、パートンシャワーを伴うleading-order行列要素では不十分であるが、解体された光子過程にDGLAP進化を組み合わせることで、データを十分に記述できることが判明した。