[论文解读] Transverse momentum resummation for Higgs production in soft-collinear effective theory

Yang Gao, Chong Sheng Li+1 more|arXiv (Cornell University)|Jan 25, 2005

Particle physics theoretical and experimental studies被引用 12

一句话总结

该论文在软-胶子有效理论（SCET）框架下，为希格斯玻色子产生构建了横动量重整化形式体系，建立了SCET算符 anomalous dimensions 与 O(αs) 系数 A 和 B 之间的直接联系。通过在 SCETII 中将部分子矩阵元匹配到 PDF，重现了 O(αs) 系数 C，并展示了联合重整化可在 SCET 框架中一致地重新表述。

ABSTRACT

We present the transverse momentum resummation formalism for Higgs-boson production in the view of soft-collinear effective theory($SCET$), and give a simple relationship between anomalous dimension of operator in $SCET$ and the $\\mathcal{O}(\\alpha_s)$ coefficients A and B. And the $\\mathcal{O}(\\alpha_s)$ coefficient C is reproduced by matching the matrix elements of partons at the scale $Q_T$ onto products of two PDFs in $SCET_{II}$. We also show that the reformulation of joint resummation can be obtained from $SCET$.

研究动机与目标

• 使用软-胶子有效理论（SCET）对高能希格斯玻色子产生中的横动量修正进行横动量重整化形式体系的构建。
• 建立 SCET 算符 anomalous dimensions 与 O(αs) 系数 A 和 B 之间的直接关系。
• 通过在 SCETII 中将部分子矩阵元匹配到 PDF，重现 O(αs) 系数 C。
• 证明联合重整化可在 SCET 框架内一致地重新表述。

提出的方法

• 利用软-胶子有效理论（SCET）描述高能希格斯玻色子产生中的横动量修正。
• 推导 SCET 算符 anomalous dimension 与 O(αs) 阶下系数 A 和 B 之间的关系。
• 在尺度 QT 上将部分子矩阵元匹配到 SCETII 中的 PDF 乘积，以重现 O(αs) 阶系数 C。
• 利用 SCET 的因子化结构，推导出横动量与大对数项的联合重整化的一致形式。
• 在 SCET 框架内应用跑动方程以对小 QT 区域中的对数修正进行重整化。
• 利用 SCET 中的匹配与因子化定理，将短距离系数与长距离 PDF 联系起来。

实验结果

研究问题

• RQ1 O(αs) 阶系数 A 和 B 在横动量重整化中如何与 SCET 算符 anomalous dimensions 相关联？
• RQ2 SCET 框架下希格斯玻色子产生中 O(αs) 阶系数 C 的推导过程是什么？
• RQ3 希格斯产生中大对数项的联合重整化能否在 SCET 框架内一致地重新表述？
• RQ4 在 SCETII 中将尺度 QT 上的部分子矩阵元匹配到 PDF 如何重现系数 C？
• RQ5 SCETII 在连接希格斯产生中短距离动力学与长距离 PDF 中起到什么作用？

主要发现

• 成功建立了 SCET 算符 anomalous dimension 与横动量重整化中 O(αs) 阶系数 A 和 B 之间的直接关系。
• 通过在 SCETII 中将尺度 QT 上的部分子矩阵元匹配到 PDF 乘积，成功重现了 O(αs) 阶系数 C。
• 该形式体系使得 SCET 框架内联合重整化的统一表述成为可能。
• 基于 SCET 的方法为希格斯玻色子产生中重整化系数提供了系统且场论基础的推导。
• 该方法通过有效场论匹配程序确认了重整化系数的普遍性。
• 结果表明，SCET 作为小横动量区域高精度计算的框架具有可行性。