[論文レビュー] Towards NLO calculations in the parton Reggeization approach

Maxim Nefedov, V. A. Saleev|arXiv (Cornell University)|Aug 15, 2016

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 9被引用数 8

ひとこと要約

この論文は、リパトフの高エネルギー効果的場理論（HEFT）におけるパートンレッジズ化アプローチ（PRA）の文脈で、レピディティ（急速）発散に対するゲージ不変かつ共変な正則化スキームを開発する。レッジズドクォーカー propagator および γQq 頂点の1ループ補正を計算し、急速発散のキャンセルを示し、NLO における完全な QCD と整合することを確認することで、大スケールのレピディティギャップを伴う高エネルギー QCD 系における信頼できる NLO 物理的解析を可能にする。

ABSTRACT

Parton Reggeization approach is the scheme of kT-factorization for multiscale hard processes, which is based on the Lipatov's gauge invariant effective field theory (EFT) for high energy processes in QCD. The new type of rapidity divergences, associated with the log 1/x-corrections, appears in the loop corrections in this formalism. The covariant procedure of regularization of rapidity divergences, preserving the gauge invariance of effective action is described. As an example application, the one-loop correction to the propagator of Reggeized quark and gamma Q q -scattering vertex are computed. Obtained results are used to construct the Regge limit of one-loop gamma+gamma -> q + barq amplitude. The cancelation of rapidity divergences and consistency of the EFT prediction with the full QCD result is demonstrated. The rapidity renormalization group within the EFT is discussed.

研究の動機と目的

• 高エネルギー QCD 系における αs の次次精度（NLO）におけるパートンレッジズ化アプローチ（PRA）の拡張を図ること。
• リパトフの HEFT 形式におけるループ補正から生じる急速発散の問題を解決すること。
• 共変な正則化手順を構築することで、ゲージ不変性を保ち、完全 QCD と NLO で整合性を保つこと。
• NLO 振幅構築の応用を想定し、レッジズドクォーカーの自己エネルギーおよび γQq 頂点に対する1ループ補正を計算すること。
• レッジ限界における γγ→q̄q 振幅の主要項の振る舞いが正しく再現されることを確認し、レッジ限界における主要項の振る舞いの整合性を検証すること。

提案手法

• レッジズドクォーカーおよびグルーオンを含むマルチレッジ・キネマティクスに適した、リパトフのゲージ不変な高エネルギー効果的場理論（HEFT）を採用する。
• ゲージ不変性を保ちつつ、急速発散に起因する log(1/x) 補正を処理できる共変な急速正則化子を導入する。
• EFT フレームワーク内での次元正則化を用いて、レッジズドクォーカーの1ループ自己エネルギーおよび γQq 頂点を計算する。
• ループ補正の急速局在化を実行し、発散を分離し、完全振幅におけるキャンセルを達成する。
• 乗法的反微分を適用し、レッジズドクォーカー propagator および頂点関数の急速反微分群（RRG）方程式を導出する。
• EFT における γγ→q̄q 振幅の結果を、レッジ限界における完全 QCD の結果と比較することで、整合性を検証する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 PRA 内の1ループ補正における急速発散を、ゲージ不変性を保ちつつ一貫して正則化する方法は何か？
• RQ2 EFT フレームワークで計算された γγ→q̄q 振幅において、急速発散はどの程度キャンセルされるか？
• RQ3 EFT が NLO でレッジ限界における γγ→q̄q 振幅の主要項の振る舞いを正しく再現できるか？
• RQ4 EFT 内でのレッジズドクォーカー propagator および頂点関数の急速反微分群（RRG）の構造は何か？
• RQ5 EFT の結果は、高エネルギー極限における NLO で完全 QCD 計算と定量的にどの程度一致するか？

主な発見

• 共変な急速正則化スキームは、HEFT 形式内でのゲージ不変性を保ちつつ、ループ補正における急速発散を適切に処理することに成功した。
• レッジズドクォーカーの自己エネルギーおよび γQq 頂点に対する1ループ補正を計算し、適切な急速局在化を施した後、物理的でない発散が存在しないことが示された。
• 頂点および propagator の補正を組み合わせた γγ→q̄q 振幅において、急速発散がキャンセルされ、完全 QCD と整合することが確認された。
• EFT における γQq 頂点の虚部は、完全 QCD の結果と一致し、Im C_HE^(-1) = -π(1/ε + log(μ²/(-t)) - 2) が得られ、形式の妥当性が裏付けられた。
• RRG 方程式から導かれた異常次元 ω(t) は、既知の結果と一致し、1ループで ω(t) = (ᾱs/2π)CF(1/ε + log(μ²/(-t))) が得られた。
• EFT がレッジ限界における γγ→q̄q 振幅の主要項を正しく再現することを確認し、形式の整合性が裏付けられた。