[논문 리뷰] Nonperturbative QCD Effects in High Energy Collisions

Otto Nachtmann|arXiv (Cornell University)|1994. 11. 21.

Quantum Chromodynamics and Particle Interactions참고 문헌 5인용 수 3

한 줄 요약

이 논문은 고에너지 하드론-하드론 충돌에서 비임계 양성장론적 효과를 계산하기 위해 확률적 진공 모형을 사용하는 장 이론적 접근을 제안한다. 탄성 산란에 대해 실험 데이터와 양호한 일치를 보이며, Drell-Yan 반응에서의 스핀 효과가 경직된 양성장론적 효과를 입증할 수 있음을 시사한다.

ABSTRACT

High energy hadron-hadron collisions are discussed. It is argued that soft collisions should involve in an essential way nonperturbative QCD. A way is outlined how to calculate properties of high energy elastic hadron-hadron scattering using field theoretic methods. The functional integrals occuring there are evaluated using the ``stochastic vacuum model''. A satisfactory comparison between theory and experiment is achieved. Then the question of possible nonperturbative QCD effects in high energy hard hadron-hadron collisions is raised. It is shown that some spin effects in the Drell-Yan process may give a hint that such effects exist indeed in nature.

연구 동기 및 목표

• 고에너지 하드론-하드론 산란에서 비임계 양성장론적 효과를 기술하는 장 이론적 프레임워크를 개발하기 위해.
• 이론에서 발생하는 함수적 적분을 평가하기 위해 확률적 진공 모형을 적용하기 위해.
• 이론적 예측을 탄성 하드론-하드론 산란에 대한 실험 데이터와 비교하기 위해.
• 비임계 양성장론적 효과가 고에너지 경직된 충돌 과정(예: Drell-Yan 반응)의 역학에 영향을 미칠 수 있는지 조사하기 위해.
• Drell-Yan 반응의 스핀 의존 관측량에서 비임계 동역학의 잠재적 신호를 탐색하기 위해.

제안 방법

• 양성장 이론 내에서 기능적 적분의 관점에서 고에너지 하드론-하드론 산란을 수립하기 위해.
• 기능적 적분을 비임계적으로 평가하기 위해 확률적 진공 모형을 적용하기 위해.
• 모형을 사용하여 고에너지 극한에서의 탄성 산란 진폭의 성질을 계산하기 위해.
• 이론적 예측을 총 단면적 및 미분 단면적에 대한 실험 데이터와 비교하기 위해.
• 비임계 양성장론적 효과를 위한 탐지 수 Mittel로 삼기 위해 Drell-Yan 과정의 스핀 이방이를 분석하기 위해.
• 임계 전개 없이 비임계 진공 구조에 중점을 두고 장 이론적 방법에 의존하기 위해.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 확률적 진공 모형이 고에너지 탄성 하드론-하드론 산란에 대해 일관된 비임계 기술을 제공할 수 있는가?
• RQ2 비임계 양성장론적 효과가 고에너지 경직된 하드론-하드론 충돌의 역학에 얼마나 영향을 미치는가?
• RQ3 Drell-Yan 반응과 같은 스핀 의존 과정에서 비임계 양성장론적 효과의 관측 가능한 신호가 있는가?
• RQ4 확률적 진공 모형 기반의 장 이론적 프레임워크는 실험 데이터를 얼마나 잘 재현하는가?
• RQ5 비임계 양성장론적 진공의 구조가 고에너지 산란 진폭에서 어떤 역할을 하는가?

주요 결과

• 확률적 진공 모형은 고에너지 탄성 하드론-하드론 산란에 대한 실험 데이터와 만족스러운 정량적 일치를 제공한다.
• 모형은 임계 양성장론적 QCD에 의존하지 않고도 탄성 산란의 총 단면적 및 미분 단면적을 성공적으로 기술한다.
• Drell-Yan 과정의 스핀 이방이는 비임계 양성장론적 효과에 대한 잠재적 관측 신호로 확인된다.
• 결과는 비임계 양성장론적 효과가 고에너지 경직된 과정조차도 측정 가능한 역할을 할 수 있음을 시사한다.
• 이 프레임워크는 고에너지 하드론 충돌에 대한 기존의 파arton 모델 접근법에 대한 비임계 장 이론적 대안을 제공한다.
• 실험 데이터와의 일치는 확률적 진공 모형이 비임계 양성장론 계산 도구로서의 타당성을 뒷받침한다.