[论文解读] Description of soft diffraction in the framework of reggeon calculus. Predictions for LHC

A.B. Kaidalov, M. G. Poghosyan|ArXiv.org|Sep 28, 2009

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 1被引用 26

一句话总结

该论文提出了一种带有完整吸收修正的 Reggeon 微分模型，用于三 Regge 和环图，成功描述了 ISR、FNAL 和 Tevatron 的高质​​量软弹性散射数据。该模型在 LHC 能量（14 TeV）下预测单弹性散射截面约为 13 mb，双弹性散射截面约为 6.4 mb，实现了从低能到高能宽广能量范围内软弹性散射的首次统一描述。

ABSTRACT

A model, based on Gribov's Reggeon calculus, is proposed and applied to processes of soft diffraction at high energies. It is shown that by accounting for absorptive corrections for all legs of triple-Regge and loop diagrams a good description of experimental data on inelastic soft diffraction can be obtained. In this paper we give a brief description of the model and of its predictions for LHC energies.

研究动机与目标

• 解决标准 Reggeon 微分模型在较高能量下因违反单位性而无法描述软弹性散射数据的问题。
• 在 eikonal 近似下，将所有非增强吸收修正纳入三 Regge 顶点和环图中。
• 为从 ISR（65 GeV/c）到 Tevatron（1.8 TeV）的宽广能量范围内的高质​​量软弹性散射提供统一描述。
• 对 LHC 能量下的单和双弹性散射截面做出定量预测。
• 利用固定靶、ISR 和 CDF 实验的包容性和半包容性弹性散射数据对模型进行验证。

提出的方法

• 该模型采用 Gribov 的 Reggeon 微分方法，对三 Regge 和环图中所有线上的吸收修正进行处理。
• 在 eikonal 近似下对多重 Pomeron 交换进行求和，以确保单位性并实现类似 Froissart 的总截面增长行为。
• 应用 AGK 割线规则计算多重 Reggeon 图的不连续性，从而描述多粒子产生过程。
• 通过 FNAL、ISR 和 CDF 实验的双微分截面 d²σ/dζdt 数据，对三 Reggeon 顶点强度（Gijk）进行拟合。
• 模型包括 Pomeron、f、ρ 和次级 Reggeon（R）的贡献，其轨迹和耦合参数已参数化。
• 通过包含所有吸收修正的完整振幅进行预测，积分范围涵盖质量及快度间隙要求。

实验结果

研究问题

• RQ1 对三 Regge 和环图中所有线的吸收修正是否能在宽广能量范围内恢复单位性并同时拟合软弹性散射数据？
• RQ2 非增强吸收修正在高能下对单和双弹性散射截面的描述有何影响？
• RQ3 在多组实验数据（ISR、FNAL 和 Tevatron）同时拟合下，带有完整吸收修正的 Reggeon 微分模型能多大程度上实现对数据的统一描述？
• RQ4 在 LHC 能量（14 TeV）下，该框架预测的单和双弹性散射截面分别是多少？
• RQ5 拟合得到的三 Reggeon 顶点强度（Gijk）与理论预期和实验约束相比如何？

主要发现

• 该模型成功描述了从 65 GeV/c 到 1.8 TeV 能量范围内 ISR、FNAL 和 Tevatron 的高质​​量软弹性散射数据。
• 引入所有非增强吸收修正后，解决了简单 Reggeon 模型中出现的单位性破坏问题。
• 拟合得到的三 Reggeon 顶点强度（Gijk）与实验数据一致，其中 GPPP = 0.0098 GeV⁻²，GRRR = 0.05 GeV⁻²。
• 在 14 TeV 下，当积分上限为 M²/s = 0.05 时，模型预测单弹性散射截面为 13 mb。
• 在 14 TeV 下，当两个弹性簇之间存在最小 3 单位快度间隙时，模型预测双弹性散射截面为 6.4 mb。
• 这是首个在从 ISR 到 Tevatron 的全能量范围内提供一致且定量描述软弹性散射的模型，并已通过 LHC 预测得到验证。