[论文解读] Multi-jet production in the high energy limit at LHC

Grigorios Chachamis, F. Caporale+3 more|arXiv (Cornell University)|Dec 29, 2017

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

一句话总结

该论文在LHC的包含性三胶子喷注产生过程中提出了广义的方位角夹角相关可观测量，通过使用余弦相关比值将穆勒-纳韦莱框架扩展至三胶子喷注。研究发现，胶子格林函数的近似次对数（NLLA）修正仅引起微弱变化，表明这些可观测量在13 TeV质心系能量下也具有很强的微扰稳定性。

ABSTRACT

We briefly review observables that were recently proposed in inclusive 3 jet production at hadronic colliders. They are based on azimuthal angle correlations between the final state jets and can be seen as a generalisation of the usual Mueller-Navelet setup. We discuss the stability of the observables once higher order corrections beyond the leading logarithmic accuracy are taken into account. Finally, we give a status report on a related project in which we examine azimuthal angle correlations for Mueller-Navelet jets after imposing a rapidity veto which forbids subsequent minijet emissions to be very close in rapidity.

研究动机与目标

• 通过引入广义的方位角夹角相关比值，将穆勒-纳韦莱框架扩展至三喷注产生。
• 评估这些可观测量在超越Leading Logarithmic Approximation（LLA）精度的高阶修正下的稳定性。
• 研究胶子格林函数的近似次对数（NLLA）修正对所提出可观测量的影响。
• 探讨在穆勒-纳韦莱喷注构型中，对胶子发射引入快度截断对方位角相关性的影响。
• 比较√s = 7 TeV与√s = 13 TeV的理论预测，以评估能量依赖性与鲁棒性。

提出的方法

• 本研究采用近似次对数精度（NLLA）的巴利茨基-法丁-库拉耶夫-利帕托夫（BFKL）框架来计算胶子格林函数。
• 关键可观测量为余弦相关比值：$ R^{MN}_{PQ} = \frac{\big\langle\cos(\theta_1 - \theta_2)\big\rangle}{\big\langle\cos(\theta_1)\big\rangle} $，其中$ \theta_1 $和$ \theta_2 $为相邻喷注之间的方位角夹角差。
• 理论预测计算了$ R^{12}_{33} $在三个中心喷注横动量区间内的结果：20–35 GeV、35–60 GeV和60–120 GeV。
• 通过BLM方案中LLA与NLLA结果的相对偏差度量$ \text{d}x(\text{\%}) $来量化可观测量的稳定性。
• 引入快度截断$ b $以抑制快度上接近的胶子发射，从而改变胶子级联结构。
• 在$ \text{LHC} \sqrt{s} = 7\text{ TeV} $和$ \sqrt{s} = 13\text{ TeV} $下进行结果比较，同时研究了积分与分箱的快度依赖性。

实验结果

研究问题

• RQ1 胶子格林函数的NLLA修正如何影响三喷注产生中广义方位角夹角相关比值的稳定性？
• RQ2 所提出的可观测量$ R^{MN}_{PQ} $在超越LLA的高阶QCD修正下，其鲁棒性如何？
• RQ3 对胶子发射引入快度截断如何改变穆勒-纳韦莱喷注构型中的方位角相关性？
• RQ4 在7 TeV与13 TeV质心系能量之间，$ R^{12}_{33} $的理论预测如何变化？
• RQ5 可观测量的$ y_J $-依赖性是否足够微弱，从而允许更宽的实验喷注选择窗口？

主要发现

• 胶子格林函数的NLLA修正仅对可观测量$ R^{12}_{33} $产生微弱影响，表明其具有很强的微扰稳定性。
• 在所有中心喷注横动量区间内，LLA与NLLA结果之间的相对偏差$ \text{d}x(\text{\%}) $均保持较小，证实了稳定性。
• $ R^{12}_{33} $在五个以$ y_i = \{-1, -0.5, 0, 0.5, 1\} $为中心的快度区间内表现出极弱的$ y_i $-依赖性，从而支持更宽的实验喷注选择。
• $ \sqrt{s} = 13\text{ TeV} $的理论预测与$ \sqrt{s} = 7\text{ TeV} $的预测非常相似，仅在大快度区域有微小变化。
• 引入快度截断$ b $显著改变了方位角相关比值，且需选择最优$ b $值以匹配$ \mathcal{R}^{1}_{0} $和$ \mathcal{R}^{2}_{1} $的实验数据。
• 结果表明，广义可观测量具有鲁棒性，适用于当前LHC能量下探测BFKL动力学。