[논문 리뷰] Momentum Distributions in $t\bar t$

Marek Je . zabek, T. Teubner|arXiv (Cornell University)|1993. 04. 27.

Quantum Chromodynamics and Particle Interactions참고 문헌 13인용 수 10

한 줄 요약

이 연구는 S-파 웨이브 채널에서 립만-슐레링어 방정식을 수치적으로 풀어, 운동량에 의존하는 너비를 고려한 그린 함수 형식을 사용하여 임계점 근처의 토프 쿼크 쌍($t\bar{t}$) 생성에서 운동량 분포를 조사한다. 너비의 운동량 의존성이 위상공간 감소에 기인한 예상보다 작은 영향을 미치며, 총 단면적, 토프 쿼크의 운동량 스펙트럼, $W$ 보손 에너지 스펙트럼에서 상수 너비 근사와 비교해 미미한 편차를 보인다.

ABSTRACT

We apply the Green function formalism for $t-\bar t$ production and decay near threshold in a study of the effects due to the momentum dependent width for such a system. We point out that these effects are likely to be much smaller than expected from the reduction of the available phase space. The Lippmann--Schwinger equation for the QCD chromostatic potential is solved numerically for $S$ partial wave. We compare the results on the total cross section, top quark intrinsic momentum distributions and on the energy spectra of $W$ bosons from top quark decays with those obtained for the constant width.

연구 동기 및 목표

• 임계점 근처의 $t\bar{t}$ 생성과 붕괴에 있어 운동량에 의존하는 너비의 영향을 조사하는 것.
• 운동량에 의존하는 너비로 인한 위상공간 감소가 관측량에 상당한 편차를 유도하는지 평가하는 것.
• 운동량에 의존하는 너비와 상수 너비 가정 하에서의 운동량 분포와 에너지 스펙트럼을 비교하는 것.
• QCD 색정적 포텐셜의 S-파 부분파면에 대해 립만-슐레링어 형식을 사용하여 수치적으로 양자 chromodynamics 문제를 해결하는 것.

제안 방법

• 운동량에 의존하는 너비를 고려한 $t\bar{t}$ 시스템에 대한 그린 함수 방법 기반 형식.
• QCD 색정적 포텐셜 내 S-파 부분파면에서 립만-슐레링어 방정식의 수치적 해법.
• 운동량에 의존하는 너비 모델과 상수 너비 모델 간의 총 단면적, 토프 쿼크의 내재된 운동량 분포, $W$ 보손 에너지 스펙트럼의 결과 비교.
• 임계점 근처의 $t\bar{t}$ 시스템에서 결합 상태와 산란 상태를 기술하기 위해 립만-슐레링어 방정식의 사용.
• 자기에너지에 운동량에 의존하는 너비를 구현하여 비정상적인 너비 효과를 모델링하는 것.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 운동량에 의존하는 너비는 임계점 근처의 총 $t\bar{t}$ 생성 단면적에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ2 운동량에 의존하는 너비 효과는 토프 쿼크의 내재된 운동량 분포에 얼마나 큰 영향을 미치는가?
• RQ3 운동량에 의존하는 너비 가정과 상수 너비 가정 하에서 토프 쿼크 붕괴로 생성된 $W$ 보손의 에너지 스펙트럼은 어떻게 다른가?
• RQ4 상수 너비 모델에서의 편차는 위상공간 억제에 기인한 예상보다 더 큰가?

주요 결과

• 운동량에 의존하는 너비는 위상공간 감소에 기인한 예상보다 관측량에 더 작은 영향을 미친다.
• 총 단면적은 운동량에 의존하는 너비 모델과 상수 너비 모델 간에 미미한 편차를 보인다.
• 토프 쿼크의 내재된 운동량 분포는 거의 그대로 유지되며, 운동량에 의존하는 너비 하에서는 소량의 정량적 이동만 발생한다.
• $W$ 보손의 에너지 스펙트럼은 두 너비 모델 간에 거의 차이가 없다.
• 립만-슐레링어 방정식의 수치적 해법은 임계점 근처의 S-파 채널에서 상수 너비 근사의 강건성을 확인한다.