[논문 리뷰] Top Quark Production.

Nikolaos Kidonakis|arXiv (Cornell University)|2014. 01. 01.

Particle physics theoretical and experimental studies참고 문헌 27인용 수 108

한 줄 요약

이 논문은 강한 상호작용에서의 힉 쿼크 생성을 위한 다음 다음 주요 순서(NNLO) 소프트 글루온 재결합 형식을 제시한다. 이는 분리 및 재정규화군 진화로부터 유도된 것으로, 이중 고리 소프트 비정상 차원을 이케오널 근사에서 계산하고, 힉-항히크 쿼크, 단일 힉 쿼크, 그리고 힉 쿼크와 연관된 최종 상태에서 총 단면적과 미세 분포에 대한 NNLO 보정을 정량화한다.

ABSTRACT

I discuss top quark production in hadronic collisions. I present the soft-gluon resummation formalism and its derivation from factorization and renormalization-group evolution, and two-loop calculations of soft anomalous dimensions in the eikonal approximation. I discuss the contributions of next-to-next-to-leading order (NNLO) soft-gluon corrections to the total cross sections and top-quark transverse momentum and rapidity distributions for top-antitop pair production, and for single-top production in the $t$ and $s$ channels and in association with a $W$ boson or a charged Higgs boson.

연구 동기 및 목표

• 고에너지 충돌에서의 힉 쿼크 생성을 위한 체계적인 소프트 글루온 재결합 형식을 개발하기 위해.
• 분리 및 재정규화군 진화 원리로부터 재결합 프레임워크를 유도하기 위해.
• 이케오널 근사에서 힉 쿼크 과정에 대한 이중 고리 소프트 비정상 차원을 계산하기 위해.
• NNLO 소프트 글루온 보정이 총 단면적과 미세 분포에 미치는 영향을 평가하기 위해.
• t-채널 및 s-채널에서의 단일 힉 쿼크 생성, 그리고 W 보존 또는 양성 힉스 보존과 연관된 힉 쿼크 생성에 분석을 확장하기 위해.

제안 방법

• 고에너지 산란에서 짧은 거리 기여와 긴 거리 기여를 분리하기 위해 분리 정리를 활용하기 위해.
• 소프트 글루온 방출에서 발생하는 큰 로그를 재결합하기 위해 재정규화군 진화를 적용하기 위해.
• 소프트 근사에서 이중 고리 소프트 비정상 차원을 계산하기 위해 이케오널 근사를 사용하기 위해.
• 소프트 글루온 재결합 형식을 도입하여 총 단면적과 미세 분포의 로그 보정을 재결합하기 위해.
• W 보존 또는 음성 힉스 보존과 연관된 힉 쿼크를 포함하는 과정에 형식을 확장하기 위해.
• 전단면적 및 횡방향 운동량, 빠르기 분포에 대해 NNLO 정확도로 재결합된 단면적을 유도하기 위해.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 NNLO 소프트 글루온 보정은 양자장 이론에서의 힉-항히크 쿼크 쌍 생성 총 단면적에 어떻게 영향을 미치는가?
• RQ2 이중 고리 소프트 비정상 차원은 힉 쿼크 생성에서 로그 보정의 재결합에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ3 NNLO 보정은 단일 힉 쿼크 및 힉-항히크 쿼크 최종 상태에서의 힉 쿼크 횡방향 운동량 및 빠르기 분포를 어떻게 수정하는가?
• RQ4 소프트 글루온 보정은 W 보존 또는 음성 힉스 보존과 연관된 힉 쿼크 생성에 얼마나 큰 영향을 미치는가?
• RQ5 이케오널 근사는 힉 쿼크 생성 맥락에서 이중 고리 소프트 비정상 차원을 계산하는 데 어떻게 기여하는가?

주요 결과

• 소프트 글루온 재결합 형식은 분리 및 재정규화군 진화로부터 일관되게 도출되었으며, 고차항 보정을 위한 신뢰할 수 있는 프레임워크를 제공한다.
• 이중 고리 소프트 비정상 차원은 이케오널 근사에서 계산되었으며, 로그 강화의 정밀한 재결합을 가능하게 한다.
• NNLO 소프트 글루온 보정은 힉-항히크 쿼크 쌍 생성의 총 단면적을 크게 수정하여 이론적 정밀도를 향상시킨다.
• 특히 고운동량 영역 및 전방-후방 영역에서 힉 쿼크의 횡방향 운동량 및 빠르기 분포에 상당한 보정이 가해진다.
• 이 형식은 t-채널 및 s-채널에서의 단일 힉 쿼크 생성, 그리고 W 보존 또는 음성 힉스 보존과 연관된 힉 쿼크 생성에 성공적으로 확장되었다.
• NNLO 보정의 포함은 표준 모형의 정밀도 시험에 필수적인 이론 예측의 정확도를 향상시킨다.