[论文解读] Odderon: models vs experimental data - a short review of recent papers

Y. Martynov, Basarab Nicolescu|arXiv (Cornell University)|Nov 19, 2018

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 2被引用 5

一句话总结

本文挑战了近期关于在LHC能量下Oddyron难以探测或可忽略的主张，认为TOTEM在13 TeV下的数据——特别是$ρ_{pp} = 0.09 \pm 0.01$的值——为最大Odderon提供了有力证据。本文反驳了排除Odderon的模型，指出这些模型无法再现实验数据，违反了幺正性假设，或忽略了关键数据集，如D0的$π\bar{p}$数据和UA4结果。

ABSTRACT

The surprising low TOTEM datum $ρ_{pp}$ = 0.09$\pm$0.01 at 13 TeV \cite{TOTEM-1} generated an important flux of papers, which can be classified in three categories: 1) papers which claim that this result is the first experimental discovery of the Odderon, namely in its maximal form; 2) papers which tried, without success, to find alternative explanations of this result; 3) papers which contest the discovery of the Maximal Odderon. In the present short note we discuss two recent papers belonging to the third category.

研究动机与目标

• 挑战认为在LHC能量下Odderon未被观测到的主张，特别是那些排除或最小化其贡献的模型。
• 证明否认最大Odderon的模型无法再现关键实验数据，包括TOTEM的$\rho_{pp}$和$\sigma_t$测量结果。
• 反驳认为最大Odderon违反幺正性的论点，表明该论点源于逻辑错误和对早期工作的误解。
• 强调在全局拟合中包含低能ISR数据（如$\sqrt{s} = 52.8$ GeV）的重要性，因其显示出强烈的Odderon信号。
• 强调模型无关的证据——例如$pp$与$\bar{p}p$散射中斜率行为的差异——支持Odderon的存在，与认为其难以探测的论断相矛盾。

提出的方法

• 分析TOTEM在13 TeV下$\rho_{pp} = 0.09 \pm 0.01$的测量结果，作为Odderon模型的关键约束条件。
• 评估Selyugin与Cudell提出的HEGS模型，指出其拟合需要一个任意的归一化因子以匹配$\sigma_t$，这违反了系统误差的处理原则。
• 批评排除100 GeV以下数据的做法，认为ISR在$\sqrt{s} = 52.8$ GeV的数据提供了Odderon效应的有力证据。
• 重新审视散射振幅渐近行为的理论论据，表明$\ln^2 s$增长（即最大Odderon）与幺正性和解析性是一致的。
• 将KMR/HLKMR模型中简化的Odderon形式与更完整的Froissaron-最大Odderon模型进行对比，表明其与TOTEM在7 TeV和D0的$\bar{p}p$散射中$d\sigma/dt$数据存在显著差异，尤其是在吸收峰区域。
• 利用Csörgő等人关于$pp$与$\bar{p}p$散射中斜率行为不同的模型无关结果，作为Odderon效应的证据。

实验结果

研究问题

• RQ1 TOTEM在13 TeV下测得的$\rho_{pp} = 0.09 \pm 0.01$是否为最大Odderon提供了证据？
• RQ2 那些排除最大Odderon的模型能否成功再现TOTEM和D0在$\sigma_t$、$\rho$和$d\sigma/dt$方面的实验数据？
• RQ3 认为最大Odderon违反幺正性的论断在理论上是否成立，还是基于对解析性与幺正性约束的误解？
• RQ4 为何在Odderon模型的全局拟合中包含低能ISR数据（如$\sqrt{s} = 52.8$ GeV）至关重要？
• RQ5 模型无关地观察到$pp$与$\bar{p}p$散射中斜率行为的差异，如何支持Odderon的存在？

主要发现

• TOTEM在13 TeV下测得的$\rho_{pp} = 0.09 \pm 0.01$无法在不引入最大Odderon的情况下得到解释，因为替代模型需要一个任意的归一化因子来匹配数据。
• HEGS模型声称与TOTEM的$\sigma_t = 110.6 \pm 3$ mb数据一致，但该结论无效，因其使用了不合理的归一化因子来吸收系统误差。
• 排除100 GeV以下的数据，包括ISR在$\sqrt{s} = 52.8$ GeV的测量结果，是不合理的，且遗漏了Odderon效应的关键信号。
• 认为最大Odderon违反幺正性的论断是错误的；1992年已构建出具有$\ln^2 s$渐近行为的一致幺正模型，至今仍有效。
• HLKMR模型中简化的Odderon形式与TOTEM在7 TeV和D0的$\bar{p}p$散射中$d\sigma/dt$数据存在矛盾，尤其在吸收峰区域表现明显。
• Csörgő等人所展示的$pp$与$\bar{p}p$散射中斜率行为不同的模型无关观察结果，是Odderon效应的明确标志，支持最大Odderon模型。