[论文解读] DISASTER++ (Version 1.0)

Dirk Graudenz|ArXiv.org|Oct 5, 1997

Particle physics theoretical and experimental studies被引用 10

一句话总结

DISASTER++ 是一个 C++ 类库，用于在量子色动力学（QCD）的下一阶微扰计算中，使用减法形式计算深快度散射中的 (1+1) 和 (2+1)-喷注型观测量。该库显式支持味种类数、能量标度，并提供与 FORTRAN 程序的灵活接口，验证结果表明其与 DISENT 的结果高度一致，但在某些动量空间区域与 MEPJET 存在差异。

ABSTRACT

DISASTER++ is a C++ class library for the calculation of (1+1) and (2+1)-jet-like quantities in deeply inelastic lepton-nucleon scattering for one-photon exchange in next-to-leading-order QCD perturbation theory. The calculation is based on the subtraction formalism. The user has access to an event record such that an arbitrary set of infrared-safe observables can be calculated in a single run. Compared to other existing universal programs, the full dependence on the number of flavours and on the renormalization and factorization scales is made explicit. An interface class providing a simple interface from C++ to existing FORTRAN programs is available. In a preliminary study DISASTER++ is compared to two other programs for various bins of the lepton variables $x_B$ and $y$, where a particular emphasis is put on different behaviours for $ξ o 1$ of the parton densities $f(ξ)$. We find good agreement of DISASTER++ and DISENT (Version 0.1). The comparison of DISASTER++ and MEPJET (Version 2.0) leads to several discrepancies.

研究动机与目标

• 开发一个用于深快度散射中 NLO QCD 计算的灵活、面向对象的 C++ 类库。
• 在计算中显式包含夸克味种类数以及重整化/因子化标度的依赖性。
• 提供与现有基于 FORTRAN 的 QCD 程序集成的接口。
• 在单次事件记录处理框架内，支持任意红外安全观测量的计算。
• 通过与 DISENT 和 MEPJET 等成熟程序的对比，验证实现的可靠性。

提出的方法

• 该库采用减法形式来处理 NLO QCD 计算中的红外发散问题。
• 支持在单光子交换的深快度散射中，(1+1) 和 (2+1)-喷注型末态的计算。
• 事件记录抽象机制使得用户能够在单次运行中计算任意红外安全的观测量。
• 专门设计的接口类可实现与遗留 FORTRAN 程序的无缝集成。
• 代码结构强调模块化、可扩展性，以及对标度和味种类数的显式依赖。
• 通过与 DISENT（版本 0.1）和 MEPJET（版本 2.0）在 Bjorken-x 和 y 的各个区间上的对比，对实现进行了验证。

实验结果

研究问题

• RQ1 DISASTER++ 在 NLO QCD 下对深快度散射中喷注型观测量的已知结果重现精度如何？
• RQ2 当部分子分布函数趋于运动学极限 ξ → 1 时，DISASTER++ 与 MEPJET 的行为差异是什么？
• RQ3 DISASTER++ 中显式包含的标度和味种类数依赖性如何影响 NLO 计算的可靠性与灵活性？
• RQ4 减法形式能否被有效封装为一个可重用的 C++ 类库，用于高能理论物理研究？
• RQ5 与 DISENT 和 MEPJET 等成熟程序相比，DISASTER++ 的性能与一致性特征如何？

主要发现

• DISASTER++ 在各种 xB 和 y 区间内与 DISENT（版本 0.1）的计算结果高度一致，验证了其核心 NLO 计算框架的正确性。
• 在 ξ → 1 时，DISASTER++ 与 MEPJET（版本 2.0）之间观察到差异，尤其体现在部分子密度的行为上。
• DISASTER++ 显式包含味种类数和标度依赖性，显著增强了其在现象学研究中的灵活性与透明度。
• 该库成功实现了在单次事件处理运行中计算任意红外安全观测量的能力。
• 与 FORTRAN 程序的接口设计实现了向后兼容性，并支持与遗留 QCD 工具的集成。
• 修订版（v2）包含了基于 DISENT 程序修正版本的更新对比结果和修改后的结论。