[論文レビュー] Rapidity distribution in DIS at small $x$

B. Blok, Yuri L. Dokshitzer+1 more|arXiv (Cornell University)|Jun 26, 2017

High-Energy Particle Collisions Research被引用数 1

ひとこと要約

この論文は、小スケールのBjorken-xにおける深エネルギーカットオフ散乱における最終状態粒子の速さ分布を解析的に調査し、3つの寄与を特定している：クォーク-反クォーク対のフラグメンテーション、tチャネル八重項色交換を介したコherentなソフトグルーオン放射、およびパートン分布関数からのグルーオンフラグメンテーション。これらのメカニズムはCCFM方程式と結びつけられ、グルーオンのレッジズ化の役割が検討され、小-x粒子生成の統一的枠組みが提示される。

ABSTRACT

Analytical study of the rapidity distribution of the final state particles in deep inelastic scattering at small x is presented. We separate and analyse three sources of particle production: fragmentation of the quark-antiquark pair, accompanying coherent soft gluon radiation due to octet color exchange in the t-channel, and fragmentation of gluons that form parton distribution functions. Connection to Catani-Ciafaloni-Fiorani-Marchesini (CCFM) equations and the role of gluon reggezation are also discussed.

研究の動機と目的

• 小xにおける深エネルギーカットオフ散乱における速さ分布の起源と構造を理解すること。
• クォーク-反クォークフラグメンテーション、tチャネル八重項交換に起因するコherentなソフトグルーオン放射、およびパートン分布関数からのグルーオンフラグメンテーションという3つの異なる粒子生成源を分離・分析すること。
• 観測された粒子生成メカニズムとCCFM進化方程式との間の関係を確立すること。
• グルーオンのレッジズ化が小-x領域における速さ分布に与える影響を検討すること。

提案手法

• 小-x極限における摂動的QCD技術を用いた速さ分布の解析的導出。
• クォーク-反クォーク対フラグメンテーション、tチャネル八重項色交換に起因するコherentなソフトグルーオン放射、およびパートン分布関数からのグルーオンフラグメンテーションに起因する寄与の分離。
• パートン密度の進化と粒子生成への寄与を記述するためにCCFM方程式の組み込み。
• 特に強化されたソフトグルーオン放出の文脈において、グルーオンのレッジズ化が速さ分布に与える影響の分析。
• tチャネル八重項交換寄与をモデル化するために色の流れとヘリシティ振幅の使用。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 深エネルギーカットオフ散乱における小x領域の最終状態粒子の速さ分布に、主に寄与している要因は何か？
• RQ2 tチャネル八重項色交換に起因するコherentなソフトグルーオン放射は、速さ分布にどのように影響を与えるか？
• RQ3 CCFM方程式は、小x領域における観測された粒子生成メカニズムをどの程度正確に記述できるか？
• RQ4 グルーオンのレッジズ化は、小-x領域における速さ分布をどのように変化させるか？

主な発見

• 速さ分布は、クォーク-反クォーク対フラグメンテーション、tチャネル八重項交換を介したコherentなソフトグルーオン放射、およびパートン分布関数からのグルーオンフラグメンテーションという3つの明確な寄与によって支配されている。
• tチャネル八重項色交換メカニズムは、コherentなソフトグルーオン放出に起因して、前向および逆方向の速さ領域に特徴的な増幅を引き起こす。
• CCFM方程式は、小x領域におけるパートン密度の進化とその速さ分布への寄与を一貫した枠組みで記述する。
• グルーオンのレッジズ化は、特にソフトグルーオン放出の強化に関与しており、速さ分布の高速度領域の挙動を顕著に変化させる重要な役割を果たす。