[论文解读] Diifractive Excitation in DIS and pp Collisions

Emil Avsar, Gösta Gustafson+1 more|arXiv (Cornell University)|Sep 10, 2007

High-Energy Particle Collisions Research被引用 8

一句话总结

该论文通过引入屏蔽势，改进了电偶极级联模型，以更准确地处理禁闭效应和参考系依赖性，实现了偶极子演化与相互作用的一致性。改进后的模型成功描述了深度非弹性散射（DIS）和pp碰撞中的弹性散射与边缘激发过程，与Tevatron和HERA实验数据高度一致，并对LHC能区做出了预测。

ABSTRACT

We have in earlier papers presented an extension of Mueller's dipole cascade model, which includes subleading effects from energy conservation and running coupling as well as colour suppressed effects from pomeron loops via a ``dipole swing''. The model was applied to describe the total cross sections in pp and gamma*p collisions. In this paper we present a number of improvements of the model, in particular related to the confinement mechanism. A consistent treatment of dipole evolution and dipole--dipole interactions is achieved by replacing the infinite range Coulomb potential by a screened potential, which further improves the frame-independence of the model. We then apply the model to elastic scattering and diffractive excitation, where we specifically study the effects of different sources for fluctuations. In our formalism we can take into account contributions from all different sources, from the dipole cascade evolution, the dipole--dipole scattering, from the impact-parameter dependence, and from the initial photon and proton wavefunctions. Good agreement is obtained with data from the Tevatron and from HERA, and we also present some predictions for the LHC.

研究动机与目标

• 解决参考系依赖性问题，提升高能散射过程中偶极子演化与偶极子-偶极子相互作用的一致性。
• 通过用屏蔽势替代无限范围的库仑势，更真实地描述禁闭效应。
• 系统性地包含多种涨落源的贡献：偶极子级联演化、偶极子-偶极子散射、动量空间依赖性以及初始态波函数。
• 将模型的应用范围从总截面扩展至弹性散射和边缘激发过程。
• 利用Tevatron和HERA的现有实验数据对模型进行验证，并对LHC能量区域做出预测。

提出的方法

• 在偶极子模型中，用类似杨-米尔斯的屏蔽势替代无限范围的库仑势，以更准确地反映禁闭效应。
• 将屏蔽势整合进偶极子级联框架，确保偶极子演化与偶极子-偶极子相互作用之间的一致性。
• 包含所有相关涨落源的贡献：偶极子级联演化、偶极子-偶极子散射、动量空间依赖性以及初始态波函数。
• 利用改进后的模型计算DIS和pp碰撞中弹性散射与边缘激发过程的微分截面。
• 将模型应用于Tevatron和HERA的实验数据，以检验其预测能力，并外推至LHC能量区域。
• 通过精确处理能量守恒、跑动耦合效应以及Pomeron环的色度抑制，确保参考系无关性。

实验结果

研究问题

• RQ1 用屏蔽势替代无限范围的库仑势，对偶极子模型的参考系无关性以及禁闭效应的描述有何影响？
• RQ2 偶极子级联演化、偶极子-偶极子散射、动量空间依赖性以及初始态波函数的贡献，在整体上对边缘激发过程的影响程度如何？
• RQ3 改进后的模型能否定量描述Tevatron和HERA实验中弹性散射与边缘激发的数据？
• RQ4 该模型对LHC能量区域的边缘激发截面有何预测？
• RQ5 在改进框架中，诸如跑动耦合和Pomeron环等次主导效应如何影响最终结果？

主要发现

• 引入屏蔽势显著提升了偶极子模型的参考系无关性，通过更准确地纳入禁闭效应。
• 模型实现了偶极子演化与偶极子-偶极子相互作用的一致处理，解决了原有框架中的不一致性问题。
• 在Tevatron和HERA的弹性散射与边缘激发过程中，模型与实验数据均取得良好一致。
• 所有涨落源（偶极子级联、偶极子-偶极子散射、动量空间依赖性、初始波函数）的贡献均被证明至关重要，并在计算中得到一致处理。
• 该模型对LHC能量区域的边缘激发过程具有预测能力，其适用范围已超越现有实验数据。
• 通过“偶极子摆动”机制引入次主导效应（如跑动耦合和Pomeron环）显著提升了模型的精度与物理一致性。