[논문 리뷰] DISASTER++ (Version 1.0)

Dirk Graudenz|ArXiv.org|1997. 10. 05.

Particle physics theoretical and experimental studies인용 수 10

한 줄 요약

DISASTER++는 양자 chromodynamics에서 다음 최고 순서(NLO)에서 깊은 비탄성 산란의 (1+1) 및 (2+1)-제트 유사 관측량을 계산하기 위한 C++ 클래스 라이브러리이며, 감소 형식을 사용한다. 이 라이브러리는 맛 수, 스케일, FORTRAN 프로그램과의 윈용 가능한 인터페이스에 대한 명시적 의존성을 제공하며, DISENT와의 검증에서 양호한 일치를 보이고, 일부 운동역학 영역에서 MEPJET와의 차이를 보인다.

ABSTRACT

DISASTER++ is a C++ class library for the calculation of (1+1) and (2+1)-jet-like quantities in deeply inelastic lepton-nucleon scattering for one-photon exchange in next-to-leading-order QCD perturbation theory. The calculation is based on the subtraction formalism. The user has access to an event record such that an arbitrary set of infrared-safe observables can be calculated in a single run. Compared to other existing universal programs, the full dependence on the number of flavours and on the renormalization and factorization scales is made explicit. An interface class providing a simple interface from C++ to existing FORTRAN programs is available. In a preliminary study DISASTER++ is compared to two other programs for various bins of the lepton variables $x_B$ and $y$, where a particular emphasis is put on different behaviours for $ξ o 1$ of the parton densities $f(ξ)$. We find good agreement of DISASTER++ and DISENT (Version 0.1). The comparison of DISASTER++ and MEPJET (Version 2.0) leads to several discrepancies.

연구 동기 및 목표

• 깊은 비탄성 산란에서 NLO QCD 계산을 위한 융통성 있고 객체 지향적인 C++ 클래스 라이브러리 개발.
• 계산에 맛 수와 재결합/분리 스케일에 대한 명시적 의존성 포함.
• 기존 FORTRAN 기반 QCD 프로그램과의 통합을 위한 인터페이스 제공.
• 단일 이벤트 레코드 처리 프레임워크 내에서 임의의 적외선 안정 관측량 계산 가능하게 하기.
• 기본 프로그램인 DISENT 및 MEPJET와의 비교를 통한 구현 검증을 통한 신뢰성 기준 확보.

제안 방법

• 라이브러리는 NLO QCD 계산에서 적외선 발산을 다루기 위해 감소 형식을 구현한다.
• 일개의 양성자기 교환를 수반하는 깊은 비탄성 렙톤-핵자 산란에서 (1+1) 및 (2+1)-제트 유사 최종 상태를 지원한다.
• 이벤트 레코드 추상화는 사용자가 단일 실행에서 임의의 적외선 안정 관측량을 계산할 수 있도록 한다.
• 특수화된 인터페이스 클래스를 통해 레거시 FORTRAN 프로그램과의 원활한 통합을 가능하게 한다.
• 코드 구조는 모듈성, 확장성, 명시적 스케일 및 맛 의존성에 중점을 둔다.
• DISENT(버전 0.1) 및 MEPJET(버전 2.0)와의 비교를 통해 Bjorken-x 및 y의 밴드에 걸쳐 검증을 수행하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 DISASTER++는 깊은 비탄성 산란에서 NLO QCD의 알려진 제트 유사 관측량 결과를 얼마나 정확하게 재현하는가?
• RQ2 파트온 분포 함수에서 ξ → 1에 가까워질 때 DISASTER++와 MEPJET 간의 행동 차이는 어떠한가?
• RQ3 DISASTER++에서 명시적인 스케일 및 맛 의존성은 NLO 계산의 신뢰성과 융통성에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ4 감소 형식은 고에너지 물리학에 적합한 재사용 가능한 C++ 클래스 라이브러리로 효과적으로 봉인될 수 있는가?
• RQ5 기존 프로그램인 DISENT 및 MEPJET와의 비교에서 DISASTER++의 성능 및 일관성 특성은 어떠한가?

주요 결과

• DISASTER++는 다양한 xB 및 y 밴드에서 DISENT(버전 0.1)와 양호한 일치를 보이며, 핵심 NLO 계산 프레임워크의 정확성을 검증한다.
• 특히 ξ → 1에 가까워질수록 파트온 밀도의 행동에서 DISASTER++와 MEPJET(버전 2.0) 간의 차이가 관찰된다.
• DISASTER++에서 맛 수와 스케일 의존성의 명시적 포함은 현상학적 연구에서의 융통성과 투명성을 향상시킨다.
• 라이브러리는 단일 이벤트 처리 런 내에서 임의의 적외선 안정 관측량 계산을 성공적으로 지원한다.
• FORTRAN 프로그램과의 인터페이스를 통해 이전 버전 호환성과 레거시 QCD 도구 통합이 가능하다.
• 개선된 버전(v2)은 수정된 DISENT 프로그램 기반으로 업데이트된 비교 및 수정된 결론을 포함한다.