[论文解读] Multiplicative renormalizability of quasi-parton distributions

Zhengyang Li, Yan-Qing Ma+1 more|arXiv (Cornell University)|Sep 6, 2018

Particle physics theoretical and experimental studies被引用 1

一句话总结

本文在微扰理论的所有阶次上建立了格点QCD中准胶子算符的乘法可重整化性，证明当使用规范不变的紫外截断时，这些算符不会与其他算符混合。该结果结合此前对准夸克算符的证明，为通过准部分子分布从格点计算中提取部分子分布函数提供了坚实的理论基础。

ABSTRACT

Extracting parton distribution functions (PDFs) from lattice QCD calculation of quasi-PDFs has been actively pursued in recent years. We extend our proof of the multiplicative renormalizability of quasi-quark operators in Ref. [1] to quasi-gluon operators, and demonstrated that quasi-gluon operators could be multiplicatively renormalized to all orders in perturbation theory, without mixing with other operators. We find that using a gauge-invariant UV regulator is essential for achieving this proof. With the multiplicative renormalizability of both quasi-quark and quasi-gluon operators, and QCD collinear factorization of hadronic matrix elements of there operators into PDFs, extracting PDFs from lattice QCD calculated hadronic matrix elements of quasi-parton operators could have a solid theoretical foundation.

研究动机与目标

• 将格点QCD中准夸克算符的乘法可重整化性证明扩展至准胶子算符。
• 确立在重整化过程中，准胶子算符不会与其他算符混合。
• 证明使用规范不变的紫外截断是实现准胶子算符乘法可重整化性的关键。
• 加强从格点强子矩阵元中提取部分子分布函数的理论基础，方法是基于准部分子算符。

提出的方法

• 该证明采用微扰量子场论技术，分析QCD中准胶子算符的重整化结构。
• 实施规范不变的紫外（UV）截断，以在重整化过程中保持规范对称性。
• 分析结果确认，在重整化过程中不会与其他局部算符发生混合。
• 该框架基于QCD共线因子化定理，将准部分子算符的矩阵元与物理部分子分布函数联系起来。
• 该方法依赖于算符乘积展开的结构以及费曼图在规范固定条件下的行为。
• 该证明被推广至微扰理论的所有阶次，确保其在领先阶计算之外仍具鲁棒性。

实验结果

研究问题

• RQ1 在格点QCD中，准胶子算符是否可以在不与其他算符混合的情况下实现乘法可重整化？
• RQ2 规范不变的紫外截断在确保准胶子算符乘法可重整化性方面起到什么作用？
• RQ3 准胶子算符的重整化结构与准夸克算符的重整化结构有何异同？
• RQ4 准胶子算符的乘法可重整化性是否在微扰理论的所有阶次上均保持？
• RQ5 引入准胶子算符是否加强了从格点QCD中提取PDF的理论基础？

主要发现

• 准胶子算符在微扰理论的所有阶次上均实现乘法可重整化，且不与其他算符混合。
• 使用规范不变的紫外截断是实现准胶子算符乘法可重整化性的关键。
• 准胶子算符的重整化结构与准夸克算符的结构一致，支持统一的理论框架。
• 该结果验证了强子矩阵元中准部分子算符的共线因子化，可分解为物理部分子分布函数。
• 该结果显著加强了通过准部分子分布从格点QCD中提取PDF的理论基础。
• 无算符混合的存在确保了在格点计算中提取部分子分布函数的过程更加清晰且可靠。