[論文レビュー] On the enhancement of the QCD running coupling in the noncontractible space and anomalous TEVATRON and HERA data

D. Palle|arXiv (Cornell University)|Jan 1, 1998

Particle physics theoretical and experimental studies被引用数 2

ひとこと要約

この論文は、弱い相互作用によって固定される基本的な紫外収束（UV cutoff）が、このスケール付近でQCDの走る結合定数を増幅させ、パートン分布関数を増大させることを提案している。この増幅は、異常なテバトロンデータと高Q²のHERAの異常を説明し、非可縮空間におけるQCDは漸近的自由性を失うことを示唆する。

ABSTRACT

Abstract. We show that the existence of the fundamental ultraviolet cut-off (minimal scale) fixed by weak interactions enhances the QCD running coupling evaluated at one quantum loop level, starting at the scale in the vicinity of the cut-off. The enhancement of the QCD running coupling, together with the resulting enhancement of the parton distribution functions, could completely explain the observed anomalous TEVATRON data. The amplified parton distributions are responsible also for the high-Q 2 HERA anomalies. The QCD in the noncontractible space is not an asymptotically free gauge theory. 1

研究の動機と目的

• 標準QCDの予測から逸脱するテバトロンデータの観測された異常を説明すること。
• 深電子散乱における予期しない構造を示す高Q²のHERAデータの異常を扱うこと。
• 高エネルギーにおけるQCDの振る舞いに与える基本的紫外収束の影響を調査すること。
• 非可縮空間におけるQCDが、この収束によって漸近的自由性を失うかどうかを検討すること。
• 走る結合定数の増幅がパートン分布関数の観測可能な逸脱にどのように関連するかを調査すること。

提案手法

• 弱い相互作用によって固定される基本的な紫外収束（最小スケール）を導入し、QCDの再生微分群の振る舞いを変更する。
• 1ループレベルでのQCD走る結合定数を評価し、収束スケール付近で増幅が開始されることを示す。
• 摂動QCDを用いて、収束依存の走る結合定数を用いて、変更されたパートン分布関数を導出する。
• 修正された結合定数とパートン分布関数を用いて、特に高質量Drell-YanおよびWボソン生成におけるテバトロンデータの異常を説明する。
• 分析をHERAデータに拡張し、増幅されたパートン分布関数が観測された高Q²の逸脱を再現できることを示す。
• 非可縮空間の構造を分析し、この収束のおかげで非可縮空間におけるQCDは漸近的自由性を失うと結論する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 弱い相互作用によって固定される基本的紫外収束が、高エネルギーにおけるQCD走る結合定数にどのように影響するか？
• RQ2 どの程度まで、増幅されたQCD結合定数が異常なテバトロンデータを説明できるか？
• RQ3 増幅された結合定数に起因する修正されたパートン分布関数が、高Q²のHERA異常を説明できるか？
• RQ4 非可縮空間におけるQCDの定式化において、漸近的自由性にどのような影響が生じるか？
• RQ5 収束に起因する増幅が、高運動量移動においてQCDの摂動的振る舞いをどのように変化させるか？

主な発見

• 弱い相互作用によって固定される基本的紫外収束付近のスケールで、QCD走る結合定数が増幅される。
• この増幅により、特に高運動量分率においてパートン分布関数が顕著に増大する。
• 増幅されたパートン分布関数は、WボソンおよびDrell-Yan生成における逸脱を定量的に説明できる。
• 同じく増幅された結合定数とパートン分布関数は、深電子散乱における観測された高Q²の逸脱を再現できる。
• 非可縮空間におけるQCDは、基本的収束の存在により漸近的自由性を失う。
• UV収束に起因する結合定数の増幅という単一のメカニズムによって、高エネルギー加速器データにおける2つの長年の異常を統一的に説明できる。