[论文解读] Mueller-Navelet jets at LHC: BFKL versus high-energy DGLAP

Francesco Giovanni Celiberto, Dmitry Yu. Ivanov+2 more|arXiv (Cornell University)|Apr 30, 2015

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 5被引用 21

一句话总结

本论文通过在LHC 7 TeV下对Mueller-Navelet喷注产生过程采用非对称横动量截断，研究了BFKL重求和与固定阶DGLAP预测之间的区分。通过在两个喷注上分别施加35 GeV和45–50 GeV的截断，研究发现随着快度差的增大，BFKL与DGLAP对方位角关联的预测明显分离，证实了BFKL在通过NLO固定阶计算无法完全捕捉的未探测部分子辐射作用下，增强了喷注非关联性。

ABSTRACT

The production of forward jets separated by a large rapidity gap at LHC, the so-called Mueller-Navelet jets, is a fundamental testfield for perturbative QCD in the high-energy limit. Several analyses have already provided with evidence about the compatibility of theoretical predictions, based on collinear factorization and BFKL resummation of energy logarithms in the next-to-leading approximation, with the CMS experimental data at 7 TeV of center-of-mass energy. However, the question if the same data can be described also by fixed-order perturbative approaches has not been yet fully answered. In this paper we provide numerical evidence that the mere use of partially asymmetric cuts in the transverse momenta of the detected jets allows a clear separation between BFKL-resummed and fixed-order predictions in some observables related with the Mueller-Navelet jet production process.

研究动机与目标

• 检验LHC 7 TeV下Mueller-Navelet喷注产生实验数据是否能由固定阶DGLAP描述，或是否需要BFKL重求和。
• 研究非对称横动量截断对BFKL与DGLAP预测之间分离的影响。
• 识别BFKL重求和效应在实验上可与NLO DGLAP区分的动量空间构型。
• 提供数值证据，表明非对称截断通过降低Born项的主导性，增强了对BFKL动力学的敏感性。
• 为未来实验分析推荐非对称截断，以改善不同QCD框架之间的区分能力。

提出的方法

• 使用NLA BFKL方法和固定阶NLO DGLAP，数值计算方位角关联系数 $ C_n^\text{BFKL} $ 和 $ C_n^\text{DGLAP} $。
• 采用包含小锥近似的NLO核和NLO喷注影响因子的BFKL格林函数，以提高数值效率。
• 使用Dadmul积分程序对横动量和快度变量进行高精度数值积分。
• 实施非对称截断：一个喷注为35 GeV（与CMS数据一致），另一个为45或50 GeV，以打破对称性并增强对BFKL效应的敏感性。
• 系统性地改变积分截断（如 $ k_{J\text{max}} = 60 $ GeV，$ \nu_{\text{max}} = 50 $）以确保结果的收敛性和稳定性。
• 通过Dadmul积分进行误差估计，并采用保守误差条，经由试验函数验证，表明报告的不确定性高于真实数值误差。

实验结果

研究问题

• RQ1 在Mueller-Navelet喷注产生中，非对称横动量截断是否能增强BFKL重求和与固定阶DGLAP预测之间的区分？
• RQ2 快度差 $ Y $ 如何影响BFKL与DGLAP对方位角关联预测的分离？
• RQ3 对称截断情形下，由于Back-to-back喷注构型中Born项的主导性，BFKL效应在多大程度上被掩盖？
• RQ4 喷注之间未探测的部分子辐射在导致方位角去关联中的作用是什么？BFKL与DGLAP如何不同地捕捉这一效应？
• RQ5 NLA BFKL与NLO DGLAP计算的数值证据是否能支持未来LHC分析中采用非对称截断的建议？

主要发现

• 非对称截断（如35 GeV与45–50 GeV）导致随着快度差 $ Y $ 增大，BFKL与DGLAP对方位角关联系数的预测出现清晰且不断增强的分离。
• BFKL方法预测的方位角去关联强于DGLAP，这是由于对喷注之间多重软胶子发射的重求和效应所致，而这一效应在固定阶NLO DGLAP中未被完全捕捉。
• 在非对称截断下，Born项贡献被抑制，其主导性降低，使得源自多重未解析部分子发射的BFKL效应得以更清晰地显现。
• 本研究证实，对称截断会最大化Born项效应，可能掩盖BFKL动力学，且可能与先前NLO DGLAP计算中观察到的不稳定性有关。
• DGLAP中的 $ \nu $-积分对截断更敏感，因其缺乏指数衰减，需 $ \nu_{\text{max}} = 50 $ 才能收敛，而BFKL在 $ \nu_{\text{max}} = 30 $ 时即保持稳定。
• Dadmul积分的误差估计是保守的，经试验函数验证，表明报告的不确定性大于真实数值误差。