[論文レビュー] The AdS Graviton/Pomeron Description of Deep Inelastic Scattering at Small x

Richard C. Brower, Marko Djurić+2 more|arXiv (Cornell University)|Jun 28, 2011

Black Holes and Theoretical Physics被引用数 3

ひとこと要約

本稿では、AdS/CFT対応を用いて小xにおける深く非弾性散乱のホログラフィック記述を提案し、ポメロンをAdS₅におけるレッジ化された重力子として特定する。硬壁モデルによるクォーカーの封印を組み込み、eikonalized AdS₃表現を用いることで、HERA DISデータにきわめて正確なフィットを達成し、最良のフィットによるポメロンの截面は j₀ ≈ 1.22 で χ² = 1.04 となり、広いQ²範囲にわたり実験データと強い一致を示す。

ABSTRACT

In the holographic or AdS/CFT dual to QCD, the Pomeron is identified with a Reggeized Graviton in $AdS_5$. We emphasize the importance of confinement, which in this context corresponds to a deformation of $AdS_5$ geometry in the IR. The holographic Pomeron provides a very good fit to the combined data from HERA for Deep Inelastic Scattering at small $x$, lending new confidence to this AdS dual approach to high energy diffractive scattering.

研究の動機と目的

• QCDにおけるソフトおよびハードの微小散乱を統一的に記述するため、AdS/CFT対応を用いる。
• AdS₅幾何の硬壁変形を用いて、ホログラフィックなポメロンモデルにクォーカー効果を組み込む。
• HERAデータで観測された有効ポメロン截面のQ²依存性を、AdS₃空間における拡散によって説明する。
• 強い結合性BPST重力子／ポメロンが、高エネルギー微小散乱過程の効果的モデルとして妥当であるかを検証する。
• 同じAdSに基づくフレームワークを用いて、LHCにおける二重微小散乱ヒッグス生成を予測する基盤を築く。

提案手法

• ポメロンをAdS₅空間におけるレッジ化された重力子としてモデル化し、BPSTモデルから得られる裸の截面 j₀ = 1.22 を用いる。
• ホログラフィックな光学定理を用い、DIS断面積をインパクトパラメータ空間（b⊥, z）におけるポメロン交換振幅に関連付ける。
• z = z_cut における硬壁カットを導入することでクォーカーを実装し、eikonal近似における波動関数の変更と、封印された像を導入する。
• 横断的AdS₃空間におけるeikonal表現を適用し、ポメロン核がローレンツブースト生成子を含むシュレーディンガー型方程式を満たすようにする。
• 波動関数のデルタ関数近似を用いて構造関数 F₂(x, Q²) を導出し、log zにおける拡散に類似した形を導く。
• 得られた式をH1およびZEUSのHERAデータにフィットし、共形、硬壁、eikonalized硬壁モデルを比較する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 AdS/CFT対応は、高エネルギーにおけるQCDにおけるソフトおよびハード微小散乱を統一的に記述できるか？
• RQ2 硬壁モデルによるクォーカーの導入は、小xにおけるDISにおける有効ポメロン截面の記述にどのように影響するか？
• RQ3 有効ポメロン截面のQ²依存性は、どの程度AdS₃空間における拡散によって説明可能か？
• RQ4 強い結合性重力子記述を用いたホログラフィックなポメロンモデルは、摂動的QCDアプローチよりもHERA DISデータをよりよく再現できるか？
• RQ5 eikonalized硬壁モデルはユニタリティを回復させつつデータに良いフィットを達成できるか？また、LHC微小散乱過程における予測力はいかほどか？

主な発見

• 硬壁eikonalモデルがHERA DISデータに最も良いフィットを示し、調整済みカイ二乗値は χ² = 1.04 であった。
• 有効ポメロン截面は、AdS₃ eikonalモデルが予測するように、log zにおける拡散と整合するQ²依存性を示した。
• 共形モデルは低Q²（< 2–3 GeV²）でデータを記述できなかったが、硬壁モデルはこの領域で顕著にフィットを改善した。
• 共形から封印への遷移スケール Q_c²(x) は 1/x とともに増加し、飽和効果が支配的になるよりも前に発現する。
• モデルは s^{j₀} に漸近的に増加し、j₀ ≈ 1.22 であるため、非常に高エネルギーにおいてユニタリティを回復させるためにeikonal化が必要であることが示された。
• ホログラフィックなフレームワークは、小xにおけるグルーオンダイナミクスの優位性をうまく記述しており、大N_c近似を支持する。