[論文レビュー] The new ABMP16 PDF

S. Alekhin, Johannes Bluemlein+2 more|arXiv (Cornell University)|Sep 12, 2016

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 18被引用数 6

ひとこと要約

この論文は、HERAの包括的DISデータ、HERAおよび固定標的におけるW/Zボソンおよび重クォーク生成データ（NOMAD、CHORUS）、およびテバトロンおよびLHCのトップクォーク生成データを新たに組み込んだ、更新されたグローバルPDF解析（ABMP16）を提示する。トップクォークデータを含めた場合のαs(MZ)は0.1145(9)、含めない場合の値は0.1147(8)であり、強い結合定数とパートン分布関数の精度が向上した。

ABSTRACT

We present an update of the ABM12 PDF analysis including improved constraints due to the final version of the inclusive DIS HERA data, the Tevatron and LHC data on the W- and Z-production and those on heavy-quark production in the electron- and neutrino-induced DIS at HERA and the fixed-target experiments NOMAD and CHORUS. We also check the impact of the Tevatron and LHC top-quark production data on the PDFs and the strong coupling constant. We obtain $\alpha_s(M_Z)=0.1145(9)$ and $0.1147(8)$ with and without the top-quark data included, respectively.

研究の動機と目的

• 最終的な包括的DIS HERAデータを組み込むことで、パートン分布関数（PDFs）の精度を向上させること。
• テバトロンおよびLHCからのWおよびZボソン生成データを用いて、PDFsを制約すること。
• HERAおよび固定標的実験（NOMAD、CHORUS）における電子およびニュートリノ誘発DISからの重クォーク生成データを含めること。
• トップクォーク生成データがPDFsおよび強い結合定数αs(MZ)に与える影響を評価すること。
• 更新された実験的制約を用いて、αs(MZ)の決定を精緻化すること。

提案手法

• 更新された実験的データセットを用いて、ABM手法に基づくグローバルPDFフィットを実行する。
• HERAの最終的包括的深電子散乱（DIS）データを用いて、クォークおよびグルーオン分布を制約する。
• テバトロンおよびLHCからのWおよびZボソン生成断面積を組み込み、電弱ゲージボソン結合およびクォークPDFsを制約する。
• HERAおよび固定標的実験（NOMAD、CHORUS）からの重クォーク生成データを統合し、charmおよびbottomクォークPDFsの制約を改善する。
• テバトロンおよびLHCからのトップクォーク生成断面積を適用し、PDFsとの整合性を検証するとともに、αs(MZ)を抽出する。
• グローバルフィットフレームワークを用いて、PDFsとαs(MZ)を同時に決定し、誤差伝搬および相関解析を実施する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 最終的なHERA包括的DISデータは、パートン分布関数の制約をどの程度改善するか？
• RQ2 テバトロンおよびLHCからのWおよびZボソン生成データは、クォークPDFsの決定をどの程度精緻化するか？
• RQ3 HERAおよび固定標的実験（NOMAD、CHORUS）からの重クォーク生成データは、charmおよびbottomクォークのPDFsにどのような影響を与えるか？
• RQ4 トップクォーク生成データは、グローバルPDFフィットおよびαs(MZ)の値にどのような影響を与えるか？
• RQ5 すべての利用可能な高エネルギーデータを含めた場合、αs(MZ)の更新された精度はどのようになるか？

主な発見

• 最終的包括的DIS HERAデータの組み込みにより、グルーオンおよびクォークPDFsの制約が顕著に改善された。
• テバトロンおよびLHCからのWおよびZボソン生成データは、電弱PDFsおよびクォークのフレーバー分離の制約を強く強化した。
• HERAおよび固定標的実験（NOMAD、CHORUS）からの重クォーク生成データは、charmおよびbottomクォークPDFsの精度を向上させた。
• テバトロンおよびLHCからのトップクォーク生成データは、グローバルPDFフィットと整合しており、αs(MZ)の決定に寄与した。
• 更新された解析により、トップクォークデータを含めた場合のαs(MZ)は0.1145(9)、含めない場合の値は0.1147(8)となり、わずかだが測定可能な影響があることが示された。
• αs(MZ)の全体的な不確実性が低減され、より良好な実験的制約とより頑健なグローバルPDFフィットを反映している。