[论文解读] Pomeron intercepts at colliders

R. Peschanski, C. Royon|ArXiv.org|Mar 20, 2000

High-Energy Particle Collisions Research被引用 5

一句话总结

该论文提出了一种方法，通过蒙特卡罗校正考虑运动学截断，直接将理论BFKL预测与HERA、Tevatron和LHC上前向喷胶的实验数据进行比较。结果发现，在HERA处有效Pomeron intercept为$\alpha_P = 1.43 \pm 0.025$（统计）$\pm 0.025$（系统），显著高于软过程中的值，介于$\gamma^*\gamma^*$和大快速度二喷胶数据之间，通过快速度屏蔽效应估算高阶BFKL修正。

ABSTRACT

A method allowing for a direct comparison of data with theoretical predictions is proposed for forward jet production at HERA and Mueller-Navelet jets at Tevatron and LHC. An application to the determination of the effective Pomeron intercept in the BFKL-LO parametrization from d sigma/dx data at HERA leads to a good fit with a significantly higher effective intercept, $α_P= 1.43 \pm 0.025 (stat.) \pm 0.025 (syst.),$ than for proton (total and diffractive) structure functions. It is however less than the value of the pomeron intercept using dijets with large rapidity intervals obtained at Tevatron. We also evaluate the rapidity veto contribution to the higher order BFKL corrections. We suggest to measure the dependence of the dijet cross-sections as a function of the jet transverse energies as a signal for BFKL pomeron at LHC.

研究动机与目标

• 实现理论BFKL预测与对撞机上前向喷胶和Mueller-Navelet喷胶产生实验数据的直接比较。
• 使用HERA的$d\sigma/dx$数据，通过BFKLLeading-order参数化确定有效Pomeron intercept。
• 通过二喷胶截面比值中的快速度屏蔽效应，评估高阶BFKL修正的影响。
• 通过二喷胶截面的$E_{T1}/E_{T2}$依赖性，提出在LHC上可观测的BFKL动力学信号。
• 评估不同过程和能量尺度（包括HERA、Tevatron和LHC）下$\alpha_P$值的一致性。

提出的方法

• 使用二叉子模型框架，将前向喷胶截面$d\sigma/dx$表示为BFKL重求和与有效结构函数的形式。
• 通过玩具蒙特卡罗模拟计算实验运动学截断的逐箱校正因子，隔离其对$d\sigma/dx$的影响。
• 使用H1和ZEUS的HERA数据进行拟合，采用两个自由参数：有效强耦合$\bar{\alpha}$（与$\alpha_P$相关）和归一化。
• 通过将$\exp(\epsilon(\gamma,0)Y)$替换为包含Heaviside函数和参数$b$的级数，建模高阶BFKL修正的快速度屏蔽效应。
• 将理论预测的二喷胶截面比值$R = \sigma_{\text{large } \Delta\eta}/\sigma_{\text{small } \Delta\eta}$与Tevatron和LHC的数据进行比较，使用$E_{T1}/E_{T2}$作为探测器。
• 利用拟合得到的$b$参数估算下一阶BFKL修正的大小，并在不同对撞机过程之间进行比较。

实验结果

研究问题

• RQ1 使用直接比较方法，从HERA的前向喷胶数据中提取的有效Pomeron intercept $\alpha_P$ 是多少？
• RQ2 通过快速度屏蔽效应建模的高阶BFKL修正，在HERA和Tevatron的二喷胶数据之间有何不同？
• RQ3 二喷胶截面比值的$E_{T1}/E_{T2}$依赖性能否作为LHC上BFKL动力学的清晰信号？
• RQ4 为何不同硬过程（如$\gamma^*\gamma^*$、Tevatron处的二喷胶）会产生不同的$\alpha_P$值？
• RQ5 为快速度屏蔽效应提取的$b$参数在多大程度上反映了NLO BFKL修正的理论预期？

主要发现

• 在HERA处，有效Pomeron intercept被确定为$\alpha_P = 1.43 \pm 0.025$（统计）$\pm 0.025$（系统），显著高于软质子结构函数中的值。
• 该值介于Tevatron处大快速度二喷胶产生的$\alpha_P = 1.65 \pm 0.05$（统计）$\pm 0.05$（系统）和LEP处$\gamma^*\gamma^*$相互作用的值之间。
• 在HERA处，快速度屏蔽参数$b$被测量为$1.28 \pm 0.08$（统计）$\pm 0.02$（系统），表明存在非可忽略但小于理论预期的NLO修正。
• 在Tevatron处，拟合得到的$b$值为$0.21 \pm 0.11$（统计）$\pm 0.11$（系统），与零一致，表明高阶修正较弱或动力学不同。
• 理论NLO BFKL预测$b \sim 2.4$，与HERA结果兼容，但与Tevatron值不兼容，表明影响因子或高阶效应可能存在差异。
• 由于具有大的快速度区间，LHC预计能提供更优越的环境以检验BFKL动力学，14 TeV下$\Delta\eta \sim 10$时$R \sim 20$，且$E_{T1}/E_{T2}$依赖性强烈，可能作为BFKL行为的信号。