[論文レビュー] Transverse momentum resummation for Higgs production in soft-collinear effective theory

Yang Gao, Chong Sheng Li+1 more|arXiv (Cornell University)|Jan 25, 2005

Particle physics theoretical and experimental studies被引用数 12

ひとこと要約

この論文は、ソフト・コラinear有効理論（SCET）におけるヒッグス粒子生成の横運動量の再結合形式を展開し、SCETの演算子の異常次元とO(αs)係数AおよびBとの直接的な関係を確立する。O(αs)係数Cは、SCETIIにおけるPDFへのパートン行列要素のマッチングによって再現され、共同再結合がSCET内で一貫して再定式化できることを示している。

ABSTRACT

We present the transverse momentum resummation formalism for Higgs-boson production in the view of soft-collinear effective theory($SCET$), and give a simple relationship between anomalous dimension of operator in $SCET$ and the $\\mathcal{O}(\\alpha_s)$ coefficients A and B. And the $\\mathcal{O}(\\alpha_s)$ coefficient C is reproduced by matching the matrix elements of partons at the scale $Q_T$ onto products of two PDFs in $SCET_{II}$. We also show that the reformulation of joint resummation can be obtained from $SCET$.

研究の動機と目的

• 高エネルギーでのヒッグス粒子生成における横運動量補正を用いた、ソフト・コラinear有効理論（SCET）を用いた横運動量再結合の形式化。
• SCETの演算子の異常次元とO(αs)係数AおよびBとの直接的な関係の確立。
• SCETIIにおけるPDFへのパートン行列要素のマッチングによって、O(αs)係数Cの再現。
• 横運動量と大きな対数項の共同再結合が、SCETの枠組み内で一貫して再定式化可能であることを示すこと。

提案手法

• 高エネルギーでのヒッグス粒子生成を、横運動量補正を含むソフト・コラinear有効理論（SCET）で記述する。
• O(αs)において、SCET演算子の異常次元と係数AおよびBとの関係を導出する。
• スケールQTにおけるパートンレベルの行列要素を、SCETIIにおけるPDFの積にマッチングさせ、O(αs)における係数Cを再現する。
• SCETの因子化構造を用いて、横運動量と大きな対数項の共同再結合の一貫した定式化を導出する。
• SCET内での再結合群の発展を用いて、小QT領域における対数補正を再結合する。
• SCETにおけるマッチングおよび因子化定理を用いて、短距離係数と長距離PDFを結びつける。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 横運動量再結合におけるO(αs)係数AおよびBは、どのようにSCET演算子の異常次元に関連づけられるか？
• RQ2 ヒッグス粒子生成におけるO(αs)係数CのSCETに基づく導出は何か？
• RQ3 ヒッグス生成における大きな対数項の共同再結合は、SCETの枠組み内で一貫して再定式化可能か？
• RQ4 スケールQTにおけるパートン行列要素をSCETIIにおけるPDFにマッチングさせることで、係数Cはどのように再現されるか？
• RQ5 SCETIIは、ヒッグス生成における短距離ダイナミクスと長距離PDFをどのように結びつけるか？

主な発見

• 横運動量再結合におけるSCET演算子の異常次元とO(αs)係数AおよびBとの直接的な関係が確立された。
• スケールQTにおけるパートン行列要素をSCETIIにおけるPDFの積にマッチングさせることで、O(αs)係数Cが成功裏に再現された。
• この形式化により、SCETの枠組み内で共同再結合の一貫した再定式化が可能になった。
• SCETに基づくアプローチにより、ヒッグス粒子生成における再結合係数の体系的かつ場の理論的導出が可能になった。
• 有効場理論のマッチング手順を通じて、再結合係数の普遍性が確認された。
• 結果は、小横運動量におけるヒッグス粒子生成の高精度計算のためのSCETの有効性を示している。