[论文解读] EDDE Monte Carlo event generator

В. А. Петров, R. A. Ryutin+2 more|ArXiv.org|Sep 15, 2004

Parallel Computing and Optimization Techniques被引用 14

一句话总结

EDDE 是一种用于高能强子对撞机上单独双 Pomeron 交换过程的蒙特卡洛事件生成器，结合了微扰 QCD 对 '硬' 过程（如 Higgs 粒子、b̄b 对、喷注对、底夸克偶素产生）的计算，以及扩展的 Regge-eikonal 模型对 '软' Pomeron 交换的描述。它提供截面、动量分布和方位角关联，支持与 PYTHIA、CMSJET 和 CMKIN 的接口，可模拟 LHC 上的双弹性 Higgs 粒子及新物理信号。

ABSTRACT

EDDE is a Monte Carlo event generator, under construction, for different Exclusive Double Diffractive Events. The program is based on the extended Regge-eikonal approach for "soft" processes. Standard Model and its extensions are used for "hard" fusion processes. An interface to PYTHIA, CMSJET and CMKIN is provided.

研究动机与目标

• 开发一种统一的蒙特卡洛事件生成器，用于高能强子对撞中的单个双弹性过程。
• 将微扰 QCD 计算用于硬散射过程，与非微扰 Regge-eikonal 模型结合，用于软 Pomeron 交换。
• 在 QCD 背景存在的情况下，实现对稀有弹性信号（如 Higgs 粒子、Randall-Sundrum 状态、底夸克偶素）的模拟。
• 为 LHC 实验分析提供精确的截面和动量分布，尤其针对 TOTEM 和 CMS 实验。
• 支持与主要事件生成器（PYTHIA、CMSJET、CMKIN）的接口开发，以增强其在现象学研究中的广泛应用。

提出的方法

• 采用扩展的 Regge-eikonal 方法，对初态和末态相互作用中的软 Pomeron 交换进行建模，确保幺正性。
• 通过标准模型或其扩展中的微扰 QCD，计算硬过程的 '本征' amplitudes（如 gg → H, bb̄, gg, χc,b）。
• 应用幺正化程序，以考虑完整振幅中多次 Pomeron 交换和吸收效应。
• 使用解析与数值积分方法，生成 t1、t2、ξ1、ξ2 和 φ0（质子间方位角）的微分分布。
• 实现模块化程序用于截面计算（EDDECSHST、EDDECSBBBG、EDDECS0）和事件生成（EDDETTPHI、EDDEX、EDDEMXUGG）。
• 通过 STAGEN 支持与 PYTHIA 和 CMSJET 的接口，实现包含部分子辐射和强子化的完整事件模拟。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何通过结合微扰与非微扰 QCD 的混合方法，精确模拟 LHC 上涉及 Higgs 粒子或新物理态的单个双弹性过程？
• RQ2 在弹性区，Higgs 粒子和重共振态的微分截面和动量分布（如 t、ξ、φ0）是什么？
• RQ3 背景贡献（如 b̄b 产生）在单个弹性 Higgs 搜索中的信号显著性受到何种影响？
• RQ4 扩展的 Regge-eikonal 模型在存在硬散射的情况下，对单个弹性事件中软相互作用的描述能力如何？
• RQ5 该生成器的预测在多大程度上与实验可观测量（如方位角关联和中央系统快度分布）一致？

主要发现

• EDDE1.1 计算了 Higgs 粒子质量在 100–500 GeV 范围内，SM Higgs 粒子产生总截面为 0.1–3.6 fb。
• 对于 Randall-Sundrum 模型，EDDE1.1 计算了 H∗ 和 R∗ 产生的截面，混合参数 ξ ∈ [−0.5, 0.5]，尺度参数 GAM = 246 GeV/Λ，Λ ∈ [1–5 TeV]。
• EDDE1.2 引入了 b̄b 产生截面计算的改进，MTcut = 25 GeV，给出了双 b 夸克对的总截面。
• 该生成器生成了 Higgs 粒子产生的微分分布，包括末态质子间方位角 φ0，模拟中明确分离了信号+背景与仅背景成分。
• EDDE1.2 提供了新的喷注对（gg → gg）和底夸克偶素（χc,0, χb,0）产生的程序，对喷注对切割默认采用 MTcut = 25 GeV。
• 该生成器成功重现了中央系统的积分 t 分布和伪快度分布，结果可视化与预期的弹性图样一致。