[논문 리뷰] On the enhancement of the QCD running coupling in the noncontractible space and anomalous TEVATRON and HERA data

D. Palle|arXiv (Cornell University)|1998. 01. 01.

Particle physics theoretical and experimental studies인용 수 2

한 줄 요약

이 논문은 약한 상호작용에 의해 고정된 기본 우주적 자르기(ultraviolet cutoff)가 이론적 스케일 근처에서 QCD의 달라지는 상호작용 강도를 증가시켜, 부분입자 분포 함수를 증가시킨다고 제안한다. 이 증가 효과는 테바트론의 이상 현상과 고Q² HERA 이４ anomalies를 설명하며, 비수축 가능한 공간에서의 QCD는 점점 자유로워지지 않는다는 결론을 이끌어낸다.

ABSTRACT

Abstract. We show that the existence of the fundamental ultraviolet cut-off (minimal scale) fixed by weak interactions enhances the QCD running coupling evaluated at one quantum loop level, starting at the scale in the vicinity of the cut-off. The enhancement of the QCD running coupling, together with the resulting enhancement of the parton distribution functions, could completely explain the observed anomalous TEVATRON data. The amplified parton distributions are responsible also for the high-Q 2 HERA anomalies. The QCD in the noncontractible space is not an asymptotically free gauge theory. 1

연구 동기 및 목표

• 표준 QCD 예측과 다름없는 테바트론 데이터의 관측된 이상 현상을 설명하기 위해.
• 깊은 비탄성 산란에서 예상치 못한 구조를 보이는 고Q² HERA 데이터의 이상 현상을 다루기 위해.
• 고에너지에서 QCD 행동에 미치는 기본 우주적 자르기의 영향을 조사하기 위해.
• 비수축 가능한 공간에서 QCD가 이 자르기로 인해 점점 자유로워지지 않는지 탐구하기 위해.
• 달라지는 상호작용 강도가 부분입자 분포 함수의 관측 가능한 이격 현상으로 어떻게 이어지는지 연결하기 위해.

제안 방법

• 약한 상호작용에 의해 고정된 기본 우주적 자르기(최소 스케일)를 도입하여 QCD의 재규합 그룹 행동을 수정한다.
• 일차 순서에서 QCD의 달라지는 상호작용 강도를 평가하여, 자르기 스케일 근처에서 증가함을 보인다.
• 다른 스케일에 따라 변하는 달라지는 상호작용 강도를 사용한 페르미온 QCD의 영역에서, 수정된 부분입자 분포 함수를 유도한다.
• 수정된 상호작용 강도와 부분입자 분포 함수를 사용하여, 특히 고질량 Drell-Yan 및 W-보손 생성에서의 테바트론 데이터 이상 현상을 설명한다.
• 분석을 HERA 데이터로 확장하여, 증폭된 부분입자 분포 함수가 관측된 고Q² 이４ 편차를 재현함을 보인다.
• 비수축 가능한 공간의 구조를 분석하여, 이 자르기로 인해 비수축 가능한 공간에서의 QCD는 점점 자유로워지지 않는다고 결론 내린다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 약한 상호작용에 의해 고정된 기본 우주적 자르기가 고에너지에서 QCD의 달라지는 상호작용 강도에 어떻게 영향을 미치는가?
• RQ2 증가된 QCD 상호작용 강도는 얼마나 많은 정도로 이상 현상이 있는 테바트론 데이터를 설명할 수 있는가?
• RQ3 증가된 상호작용 강도로 인해 유도된 수정된 부분입자 분포 함수는 고Q² HERA 이상 현상을 얼마나 잘 설명할 수 있는가?
• RQ4 비수축 가능한 공간에서 QCD를 수립할 경우 점점 자유로워짐의 영향은 무엇인가?
• RQ5 자르기로 인한 증가 효과는 고운동량 전달에서 QCD의 페르미온 행동을 어떻게 변화시키는가?

주요 결과

• 약한 상호작용에 의해 고정된 기본 우주적 자르기 근처에서 QCD의 달라지는 상호작용 강도가 증가한다.
• 이 증가 효과는 특히 고운동량 분율에서 부분입자 분포 함수의 상당한 증가를 초래한다.
• 증폭된 부분입자 분포 함수는 W-보손 및 Drell-Yan 생성에서의 편차를 포함하여, 이상 현상이 있는 테바트론 데이터를 정량적으로 설명한다.
• 동일한 증가된 상호작용 강도와 부분입자 분포 함수는 깊은 비탄성 산란에서 관측된 고Q² HERA 이상 현상을 재현한다.
• 비수축 가능한 공간에서의 QCD는 기본 자르기의 존재로 인해 점점 자유로워지지 않는다.
• 이 모델은 단일 메커니즘인 우주적 자르기로 인한 상호작용 강도 증가를 통해 두 가지 오랫동안 지속된 고에너지 충돌기 실험 데이터의 이상 현상을 통합적으로 설명한다.