[论文解读] Merging HW/HZ + 0 and 1 jet at NLO with no merging scale using the POWHEG BOX interfaced to GoSam

Gionata Luisoni, Paolo Nason+2 more|arXiv (Cornell University)|Jun 11, 2013

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 32被引用 58

一句话总结

本论文提出了一种全自动的POWHEG BOX生成器，用于计算在下一阶修正（NLO）下，希格斯玻色子与矢量玻色子（W/Z）及零个或一个胶子喷注的联合产生过程，其中虚辐射修正采用GoSam方法。该方法通过改进的MiNLO程序结合萨达科夫形式因子，实现了无需匹配尺度的NLO精度，适用于包括HV + 1个喷注和HV产生在内的全过程。

ABSTRACT

We present a generator for the production of a Higgs boson H in association with a vector boson V=W or Z (including subsequent V decay) plus zero and one jet, that can be used in conjunction with general-purpose shower Monte Carlo generators, according to the POWHEG method, as implemented within the POWHEG BOX framework. We have computed the virtual corrections using GoSam, a program for the automatic construction of virtual amplitudes. In order to do so, we have built a general interface of the POWHEG BOX to the GoSam package. With this addition, the construction of a POWHEG generator within the POWHEG BOX is now fully automatized, except for the construction of the Born phase space. Our HV + 1 jet generators can be run with the recently proposed MiNLO method for the choice of scales and the inclusion of Sudakov form factors. Since the HV production is very similar to V production, we were able to apply an improved MiNLO procedure, that was recently used in H and V production, also in the present case. This procedure is such that the resulting generator achieves NLO accuracy not only for inclusive distributions in HV + 1 jet production but also in HV production, i.e. when the associated jet is not resolved, yielding a further example of matched calculation with no matching scale.

研究动机与目标

• 开发一种全自动的POWHEG生成器，用于在下一阶修正（NLO）下计算希格斯玻色子与矢量玻色子（W/Z）及最多一个喷注的联合产生过程。
• 通过将MiNLO方法与萨达科夫形式因子整合进POWHEG框架，消除对匹配尺度的依赖。
• 在单一匹配生成器中实现对包括HV + 1个喷注和HV产生在内的全过程的精确模拟。
• 将此前应用于希格斯玻色子与矢量玻色子产生的MiNLO程序扩展至H+V+喷注末态，提升一致性。
• 为POWHEG BOX与GoSam之间提供通用接口，实现虚辐射修正的自动化计算。

提出的方法

• 虚辐射修正通过GoSam计算，GoSam是用于自动构建一阶振幅的程序，已集成至POWHEG BOX框架中。
• 开发了POWHEG BOX与GoSam之间的通用接口，实现了除Born相空间外的生成器构建全自动化。
• 应用MiNLO方法以动态选择尺度并引入萨达科夫形式因子，从而消除对匹配尺度的需求。
• 改进的MiNLO程序确保了不仅对完整的HV + 1个喷注过程，也对包含式HV产生通道实现了NLO精度。
• 该生成器设计为可无缝对接通用喷注蒙特卡罗生成器，实现完整事件模拟。
• 该方法利用HV与V产生之间在结构上的相似性，将MiNLO方法推广至两个过程。

实验结果

研究问题

• RQ1 能否基于GoSam计算虚辐射修正，构建全自动的POWHEG生成器，用于H+V+0/1个喷注产生过程？
• RQ2 如何在不引入匹配尺度的情况下，实现对包括HV和HV+1个喷注在内的两个末态的NLO精度？
• RQ3 鉴于H+V+喷注末态与V产生过程的相似性，MiNLO程序在多大程度上可推广至H+V+喷注过程？
• RQ4 该生成器在不同末态下重现NLO精度分布的性能与一致性如何？
• RQ5 能否使GoSam与POWHEG BOX框架的集成具有通用性并可复用于其他过程？

主要发现

• 该生成器在不依赖匹配尺度的前提下，实现了对包括HV和HV+1个喷注在内的两个过程的NLO精度。
• MiNLO方法成功扩展至H+V+喷注末态，确保了尺度选择的一致性与萨达科夫抑制效果。
• POWHEG BOX与GoSam之间的接口实现了除Born相空间外的生成器构建全自动化。
• 该方法在分辨与非分辨喷注构型下均保持了精度，展示了在不同末态间匹配的鲁棒性。
• 所生成的生成器为最多一个喷注的H+V产生过程提供了统一、无尺度的描述，适用于大型强子对撞机（LHC）的高精度唯象研究。
• 该方法通过MiNLO消除了尺度模糊性，为匹配NLO+部分最小阶（PS）模拟设定了新标准。