[논문 리뷰] Resolved photon processes in DIS and small x dynamics

H. Jung, L. Joensson외 1명|ArXiv.org|1998. 05. 20.

Quantum Mechanics and Applications참고 문헌 5인용 수 5

한 줄 요약

이 논문은 소규모 x에서 깊은 비탄성 선형 산란(DIS)에서 분해능 있는 광자 과정을 조사하며, 하드 산란에서 양성자로 향하는 한 개의 DGLAP 진화 체인과 광자로 향하는 다른 체인으로 구성된 두 개의 DGLAP 진화 체인은 HERA에서 관측된 이례적인 전방 제트 단면적을 설명할 수 있다고 제안한다. 기존의 양성자 강도 이론 모델이 재현하지 못하는 바이다. 연구는 이러한 분해능 있는 광자 기여가 BFKL 역학에 기인한 것으로 여겨졌던 데이터를 설명할 수 있음을 보여주며, 표준 진화 이론 이외의 새로운 소규모 x 물리 이론이 필요로 하지 않는 대안적 설명을 제공한다.

ABSTRACT

It has been found that recent results on forward jet production from deep inelastic scattering can neither be reproduced by models which are based on leading order alpha_s QCD matrix elements and parton showers nor by next-to-leading order calculations. The measurement of forward jet cross sections has been suggested as a promising probe of new small x dynamics and the question is whether these data provide an indication of this. The same question arises for other experimental data in deep inelastic scattering at small x which can not be described by conventional models for deep inelastic scattering. In this paper the influence of resolved photon processes has been investigated and it has been studied to what extent such processes are able to reproduce the data. It is shown that two DGLAP evolution chains from the hard scattering process towards the proton and the photon, respectively, are sufficient to describe effects, observed in the HERA data, which have been attributed to BFKL dynamics.

연구 동기 및 목표

• 기본 순서 또는 다음 순서의 QCD 모델이 설명할 수 없는 HERA 전방 제트 단면적 측정치의 불일치를 해결하기 위해.
• 광자가 산란 이전에 파arton으로 변환되는 분해능 있는 광자 과정이 소규모 x에서 관측된 데이터 이상 현상에 기여할 수 있는지 조사하기 위해.
• 하드 산란에서 양성자로, 그리고 광자로 향하는 두 개의 독립적인 DGLAP 진화 체인으로 이전에 BFKL 역학에 기인한 효과를 재현할 수 있는지 판단하기 위해.
• 새로운 역학을 요구하지 않고도, 전통적인 QCD 진화에 분해능 있는 광자 기여를 포함하여 소규모 x 데이터를 설명할 수 있는지 평가하기 위해.

제안 방법

• 하드 산란에서 양성자로, 광자로 향하는 두 개의 DGLAP 진화 체인을 사용한 이중 DGLAP 진화 적용.
• 분해능 있는 광자 기여를 이중 단계 과정으로 모델링: 광자 → 파arton → 양성자와의 산란.
• 표준 QCD 행렬 요소와 파arton 쇼어, DGLAP 진화를 조합하여 전체 과정을 시뮬레이션.
• 모의 전방 제트 단면적을 HERA 실험 데이터와 비교하여 일치 정도 평가.
• 표준 양자장 이론 기법을 사용하여 분해능 있는 광자 과정의 전체 진폭을 재구성.
• 소규모 x에서의 파arton 밀도 효과를 고려하기 위해 DGLAP 진화 방정식을 양성자 선과 광자 선 양쪽에 적용.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 소규모 x에서의 DIS에서 분해능 있는 광자 과정이 기존 QCD 모델이 설명하지 못하는 HERA에서 측정된 전방 제트 단면적을 재현할 수 있는가?
• RQ2 양성자와 광자로 향하는 두 개의 독립적인 DGLAP 진화 체인은 이전에 BFKL 역학에 기인한 것으로 여겨졌던 데이터를 어느 정도 설명할 수 있는가?
• RQ3 소규모 x 이상 현상에 대해 새로운 역학을 요구하지 않고도, 전통적인 QCD 설명(분해능 있는 광자 기여 기반)이 가능한가?
• RQ4 분해능 있는 광자 과정은 깊은 비탄성 산란에서 전방 제트 생성의 운동학적 특성과 단면적에 어떤 영향을 미치는가?

주요 결과

• 분해능 있는 광자 과정과 두 개의 DGLAP 진화 체인을 조합하면, HERA에서 관측된 전방 제트 단면적을 정량적으로 재현할 수 있다.
• 분해능 있는 광자 기여를 포함함으로써 이전에 BFKL 역학에 기인한 것으로 여겨졌던 데이터 이상 현상이 설명되며, 표준 QCD의 대안을 제공한다.
• 양성자 선과 광자 선에 대한 DGLAP 진화 기반 모델은 새로운 소규모 x 역학을 요구하지 않고도 데이터의 운동학적 특징을 성공적으로 설명한다.
• 연구는 다음 순서의 QCD 계산과 기본 순서의 행렬 요소에 파arton 쇼어를 적용하는 것은 부족하다고 발견했지만, DGLAP 진화를 포함한 분해능 있는 광자 과정은 데이터를 설명하는 데 충분하다고 판단했다.