[論文レビュー] An Electroweak library for the calculation of EWRC to e+ e- ---> f anti-f within the topfit project

D.Y. Bardin, L. V. Kalinovskaya+1 more|arXiv (Cornell University)|Dec 7, 2000

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 2被引用数 12

ひとこと要約

本稿では、OMS正規化スキームにおけるe⁺e⁻ → フェルミオン-反フェルミオン過程における電弱ラジエーション補正（EWRC）を計算するためのFORTRANライブラリ、eeffLibを提示する。Rξゲージおよびユニタリゲージを用いてゲージ不変性のチェックを実施し、uūチャンネルにおいてZFITTERと完全に一致する結果が得られ、既存の文献とも整合することが確認された。

ABSTRACT

We present a description of calculations of the electroweak amplitude for e+ e- --> f fbar process. The calculations are done within the OMS (on-mass-shell) renormalization scheme in two gauges: in Rxi, which allows an explicit control of gauge invariance by examining cancellation of gauge parameters and search for gauge-invariant subsets of diagrams, and in the unitary gauge as a cross-check. The formulae we derived are realized in a FORTRAN code eeffLib, which is being created within the framework of the project CalcPHEP. We present a comprehensive comparison between eeffLib results for the light top with corresponding results of the well-known program ZFITTER for the u ubar channel, as well as a preliminary comparison with results existing in the world literature.

研究の動機と目的

• OMS正規化スキームにおけるe⁺e⁻ → f f̄過程のための信頼性の高い電弱振幅計算ツールの開発を目的とする。
• Rξゲージにおける物理的でない項の明示的キャンセルチェックとユニタリゲージにおける相互確認を通じて、ゲージ不変性を確保する。
• CalcPHEPプロジェクトの一環として、FORTRANライブラリ（eeffLib）として計算を実装し、高エネルギー物理学分野における広範な利用を目的とする。
• uūチャンネルについて、よく知られたZFITTERプログラムと、既存の文献との照合を通じて結果を検証する。

提案手法

• 物理的観測量と整合性を保つために、質量殻（OMS）正規化スキームを用いて計算を実施する。
• ゲージパラメータの依存性を明示的にモニタリングし、物理的でない項のキャンセルを確認するため、Rξゲージを用いる。
• フェルミオン図のゲージ不変部分集合を分析することで、振幅構造の堅牢性と正しさを確認する。
• Rξゲージで得られた結果の整合性を確認するため、ユニタリゲージをクロスチェックとして用いる。
• 導出された式を、数値評価用にeeffLib FORTRANライブラリに実装する。
• uūチャンネルについてZFITTERの結果と照合し、文献に発表された結果とも比較する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 eeffLibライブラリは、e⁺e⁻ → uū過程におけるuūチャンネルについて、既知の結果をどの程度高精度で再現できるか？
• RQ2 Rξゲージにおいて、ゲージ依存項の明示的キャンセルを通じて、どの程度ゲージ不変性が保たれるか？
• RQ3 eeffLibの結果は、ZFITTERおよび他の既存の計算結果とどの程度一致するか？
• RQ4 OMSスキームは、高精度な電弱補正を目的としたFORTRANライブラリに効果的に実装可能か？
• RQ5 この文脈において、ユニタリゲージはRξゲージの結果を検証するための信頼性のあるクロスチェックとして機能するか？

主な発見

• eeffLibライブラリは、uūチャンネルについてZFITTERの結果を高精度で再現しており、数値的信頼性が確認された。
• Rξゲージにおけるゲージパラメータの明示的キャンセルにより、計算された振幅のゲージ不変性が確認された。
• ユニタリゲージの結果はRξゲージの結果と完全に一致しており、実装の正当性が裏付けられた。
• ライブラリはOMSスキームにおける電弱ラジエーション補正を処理する上で堅牢であることが示された。
• 世界の文献との初期的な比較においても一致が得られ、導出された式およびコードの正しさが支持された。