[论文解读] Elastic and Diffractive Scattering after AdS/CFT

Richard C. Brower, Marko Djurić+1 more|ArXiv.org|Nov 18, 2009

Optical Coatings and Gratings参考文献 3被引用 5

一句话总结

本文将反 de Sitter 空间/规范理论对偶推广至量子色动力学中的弹性散射与边缘散射，将Pomeron识别为五维反 de Sitter 空间中的引力子，将Odderon识别为Neveu-Schwarz $B_{\mu\nu}$ 规场。该研究为大型强子对撞机上中心边缘散射Higgs粒子的产生提供了强耦合框架，采用基于反 de Sitter 空间的传播子与广义双 Regge 振幅，Higgs 顶点在反 de Sitter 空间的边界处源发。

ABSTRACT

At high energies, elastic hadronic cross sections are believed to be dominated by vacuum exchange. In leading order of the leading $1/N_c$ expansion this exchange process has been identified as the BFKL {\em Pomeron} or its strong AdS dual the closed string graviton \cite{Brower:2006ea}. However difference of particle anti-particle cross sections are given by a so-called {\em Odderon} carrying C = -1 quantum numbers identified in weak coupling with odd numbers of exchanged gluons. Here we show that the dual description associates this with the Neveu-Schwartz ($B_{μν}$) sector of closed string theory. We also discuss the extension of the strong coupling treatment to central diffractive Higgs production at LHC.

研究动机与目标

• 在单一强耦合反 de Sitter 空间/规范理论描述中统一软Pomeron与BFKL Pomeron。
• 在反 de Sitter 对偶中将Odderon识别为Neveu-Schwarz $B_{\mu\nu}$ 规场，其具有C = -1量子数。
• 将强耦合Pomeron框架扩展至2→3振幅，以描述大型强子对撞机上的中心边缘散射Higgs粒子产生。
• 在反 de Sitter 空间中建立Higgs顶点的全息描述，将其视为对场强算符 $F^{a}_{\mu\nu}F^{a}_{\mu\nu}$ 的边界源。
• 为基于反 de Sitter 空间/规范理论的振幅提供双 Pomeron 融合Higgs粒子产生的现象学估计奠定基础。

提出的方法

• 利用反 de Sitter 空间/规范理论对偶，将主导 $1/N_c$ Pomeron 交换映射为 $AdS_5$ 中的闭弦引力子，其中 $AdS$ 半径 $r$ 对偶于探测虚度 $1/Q$。
• 将Odderon识别为闭弦谱中的Neveu-Schwarz $B_{\mu\nu}$ 规场，对应于C = -1交换及弱耦合下的奇胶子交换。
• 通过双 Regge 表象，将2→2的eikonal振幅推广至2→3振幅，使用两个重整化Pomeron交换。
• 用强耦合反 de Sitter 对应物替换Pomeron传播子 $G_j(t)$ 与顶点 ${\cal V}$，采用Higgs顶点的体到边界传播子。
• 将Higgs产生顶点建模为在 $AdS$ 边界（$z \to 0$）对 $F^{a}_{\mu\nu}F^{a}_{\mu\nu}$ 的源，其对应的体到边界传播子为 $\Delta(x-x',z)$。
• 未来工作将纳入 conformal 对称性破缺、质子冲击因子与eikonal存活概率的修正，以实现现象学预测。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何在强耦合、全息框架中一致地描述Pomeron与Odderon？
• RQ2 Odderon在反 de Sitter 空间/规范理论对偶中的对应物是什么？它如何在边缘散射中实现C = -1量子数？
• RQ3 如何在强耦合极限下，利用双 Regge 表象将中心Higgs粒子产生的2→3振幅推广？
• RQ4 Higgs顶点在反 de Sitter 空间中的全息实现是什么？它如何在双 Pomeron 融合过程中与Pomeron耦合？
• RQ5 如何将基于反 de Sitter 空间/规范理论的振幅与实验数据标定，以减少大型强子对撞机Higgs粒子产生估计中的不确定性？

主要发现

• 在反 de Sitter 空间/规范理论中，强耦合Pomeron被识别为 $AdS_5$ 上的有质量引力子，其主导Regge轨迹在共形极限下达到 $j=2$。
• Odderon在闭弦理论中对偶于Neveu-Schwarz $B_{\mu\nu}$ 规场，自然实现了C = -1交换的全息实现。
• 探测虚度 $1/Q$ 被映射为 $AdS$ 径向坐标 $z = 1/r$，将横向动量尺度与第五维联系起来。
• 中心Higgs粒子产生的2→3振幅以双 Regge 形式表达，包含两个Pomeron交换，使用广义顶点 ${\cal V}$ 表示Higgs产生顶点。
• Higgs顶点被实现为在 $AdS$ 边界处对算符 $F^{a}_{\mu\nu}F^{a}_{\mu\nu}$ 的源，其对应的体到边界传播子使全息计算成为可能。
• 该框架为计算大型强子对撞机上双 Pomeron 融合Higgs粒子产生提供了系统路径，未来工作将纳入 conformal 对称性破缺与eikonal存活概率的修正。