[论文解读] Multiparton interactions, small-x processes and diffraction

F. Hautmann, H. Jung|arXiv (Cornell University)|Jan 1, 2017

High-Energy Particle Collisions Research被引用 1

一句话总结

本文研究了高能强子碰撞中多部分子相互作用（MPI）、小-x QCD动力学与弹性散射之间的相互作用。通过基于Regge理论的图式和诸如CCFM与高能因子化等理论框架，将MPI与胶子饱和及二喷胶产生联系起来，表明小-x效应显著影响多粒子末态及独态关联，尤其在LHC现象学中具有重要意义。

ABSTRACT

The connection between multiparton interaction, diractive processesand saturation eects is discussed. The relation of the rise of the gluondensity at small longitudinal momentum fractions x with the occurrenceof saturation, diraction and multiparton interaction is being studiedboth experimentally and theoretically. We illustrate key ideas underlyingrecent progress, and stress the role of dierent theoretical approaches tosmall-x QCD evolution in investigations of multiparton interactions.

研究动机与目标

• 阐明高能强子碰撞中多部分子相互作用（MPI）、小-x动力学与弹性散射之间的理论联系。
• 研究小x区域部分子密度增加如何导致饱和效应并增强MPI贡献。
• 评估弹性过程与饱和效应在塑造单部分子散射之外的独态末态关联中的作用。
• 评估小-x演化框架（尤其是CCFM与高能因子化）对MPI现象学的影响。
• 为以小-x QCD动力学解释LHC上多喷胶与多粒子关联提供概念性与理论性基础。

提出的方法

• 使用基于Regge理论的切割图（AGK规则）在统一框架中关联弹性过程、饱和效应与MPI。
• 应用CCFM演化方程来建模高能QCD中与横动量相关的（TMD）分裂函数与非-Sudakov形式因子。
• 整合包含通用TMD分裂函数与有限TMD修正的高能因子化形式体系，以描述部分子分支。
• 分析非积分部分子分布与双部分子散射（DPS）在小x区域喷胶与多喷胶末态中的作用。
• 将理论预测与LHC和HERA实验数据中关于喷胶方位角去相关、快度间隙与喷胶多重性的结果进行比较。
• 利用蒙特卡罗事件生成器（如Pythia）与理论模型，解释多微分截面与末态关联中的MPI信号。

实验结果

研究问题

• RQ1 多部分子相互作用如何从高能强子碰撞中的小-x动力学与胶子饱和中产生？
• RQ2 弹性过程在通过Regge理论切割图连接MPI与饱和效应中起什么作用？
• RQ3 CCFM演化中的TMD修正与非-Sudakov形式因子如何影响小x区域多喷胶末态的结构？
• RQ4 小-x效应在多大程度上会改变独态末态关联，即使包括截面保持不变？
• RQ5 如何利用高能因子化与CCFM演化来建模LHC中MPI对喷胶与多喷胶产生的贡献？

主要发现

• 由于部分子密度上升，MPI贡献在小x区域变得显著，即使包括截面不变，也会影响独态末态结构。
• AGK切割规则为在Regge理论图中连接弹性过程、饱和效应与双部分子散射提供了理论框架。
• 结合TMD修正的CCFM演化能成功描述高能下高多重性末态中的多重性分布与角关联。
• 对部分子分支的有限TMD修正（包括非-Sudakov形式因子）对于建模共线排序之外的软胶子相干性至关重要。
• 采用通用TMD分裂函数的高能因子化能改善对多喷胶末态中喷胶产生与方位角去相关的描述。
• 基于CCFM与高能因子化的理论模型在描述LHC喷胶方位角去相关与快度间隙方面与实验数据吻合良好，支持其在小x区域MPI研究中的适用性。