[논문 리뷰] Towards NLO calculations in the parton Reggeization approach

Maxim Nefedov, V. A. Saleev|arXiv (Cornell University)|2016. 08. 15.

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한 줄 요약

이 논문은 리파토프의 고에너지 효과적 장 이론(HEFT) 내에서 파arton 레지오지제이션 접근법(PRA)에서의 빠르기 발산에 대해 게이지 불변성과 공변성을 유지하는 정규화 체계를 개발한다. 레지오지제이드 쿼크 보어와 γQq 점의 1-loop 보정을 계산하고, 빠르기 발산의 상쇄를 입증하며, NLO에서 전체 QCD와의 일致성을 확인함으로써, 큰 빠르기 갭을 가진 고에너지 QCD 과정에서 신뢰할 수 있는 NLO 현상학이 가능해진다.

ABSTRACT

Parton Reggeization approach is the scheme of kT-factorization for multiscale hard processes, which is based on the Lipatov's gauge invariant effective field theory (EFT) for high energy processes in QCD. The new type of rapidity divergences, associated with the log 1/x-corrections, appears in the loop corrections in this formalism. The covariant procedure of regularization of rapidity divergences, preserving the gauge invariance of effective action is described. As an example application, the one-loop correction to the propagator of Reggeized quark and gamma Q q -scattering vertex are computed. Obtained results are used to construct the Regge limit of one-loop gamma+gamma -> q + barq amplitude. The cancelation of rapidity divergences and consistency of the EFT prediction with the full QCD result is demonstrated. The rapidity renormalization group within the EFT is discussed.

연구 동기 및 목표

• 고에너지 QCD 과정에서 파톤 레지오지제이션 접근법(PRA)을 αs의 다음 차수(NLO)로 확장하기.
• 리파토프 HEFT 체계 내에서 루프 보정에서 발생하는 빠르기 발산 문제를 해결하기.
• 공변 정규화 절차를 통해 게이지 불변성과 NLO에서 전체 QCD와의 일致성을 확보하기.
• NLO 진폭 구성에 사용하기 위해 레지오지제이드 쿼크 자기에너지와 γQq 점의 1-loop 보정을 계산하기.
• 레지오지 제한에서 γγ→q̄q 진폭의 주요 차수 행동이 올바르게 재현되었는지 확인하기.

제안 방법

• 레지오지제이드 쿼크와 글루온을 포함한 다중 레지오지 운동역학에 적합한 리파토프의 게이지 불변 고에너지 효과적 장 이론(HEFT)을 채택한다.
• 게이지 불변성을 유지하면서 빠르기 발산으로 인한 log(1/x) 보정을 처리할 수 있는 공변 빠르기 조절자를 도입한다.
• EFT 프레임워크 내에서 차원 정규화를 사용해 레지오지제이드 쿼크 자기에너지와 γQq 점의 1-loop를 계산한다.
• 루프 보정의 빠르기 국소화를 수행하여 발산을 분리하고 전체 진폭에서 상쇄되도록 한다.
• _multiplicative renormalization을 적용하고, 레지오지제이드 쿼크 보어와 점 함수에 대한 빠르기 재규격화 군(RRG) 방정식을 유도한다.
• 레지오지 제한에서 EFT 결과와 전체 QCD 결과를 비교함으로써 일치성을 검증한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 PRA 내 1-loop 보정에서 발생하는 빠르기 발산은 어떻게 게이지 불변성을 유지하면서 일관되게 정규화할 수 있는가?
• RQ2 EFT 프레임워크에서 계산할 때 γγ→q̄q 진폭에서 빠르기 발산은 어느 정도 상쇄되는가?
• RQ3 EFT가 NLO에서 레지오지 제한에서 γγ→q̄q 진폭의 주요 차수 행동을 정확히 재현할 수 있는가?
• RQ4 EFT 내 레지오지제이드 쿼크 보어와 점에 대한 빠르기 재규격화 군(RRG)의 구조는 어떠한가?
• RQ5 EFT 결과는 고에너지 근사에서 전체 QCD 계산과 NLO 수준에서 정량적으로 어떻게 비교되는가?

주요 결과

• 공변 빠르기 정규화 체계는 HEFT 체계 내에서 게이지 불변성을 유지하면서도, 루프 보정에서의 빠르기 발산을 효과적으로 처리한다.
• 레지오지제이드 쿼크 자기에너지와 γQq 점의 1-loop 보정이 적절한 빠르기 국소화를 거친 후, 물리적 의미가 없는 발산 없이 계산된다.
• 점과 보어 보정이 결합된 γγ→q̄q 진폭에서 빠르기 발산이 상쇄됨을 입증하여 전체 QCD와의 일치성이 확인된다.
• EFT에서 γQq 점의 허수부는 전체 QCD 결과와 일치하며, Im C_HE^(-1) = -π(1/ε + log(μ²/(-t)) - 2)로 표현되어 체계의 타당성이 검증된다.
• RRG 방정식에서 유도된 비율 차수 ω(t)는 알려진 결과와 일致하며, 한 단계에서 ω(t) = (ᾱs/2π)CF(1/ε + log(μ²/(-t)))로 표현된다.
• 레지오지 제한에서 EFT가 γγ→q̄q 진폭을 예측할 때 전체 QCD 진폭의 주요 차수 항을 정확히 재현함으로써 체계의 일치성이 확인된다.