[论文解读] Rapidity Gaps Between Jets

J. M. Butterworth, M.E. Hayes+2 more|ArXiv.org|Sep 2, 1996

Fluid Dynamics and Turbulent Flows被引用 4

一句话总结

本文提出了一种基于微扰QCD的模型，用于解释在HERA上观测到的喷射体之间存在的快速度间隙。通过将该机制整合到HERWIG事件生成器中，该模型成功再现了具有间隙事件的测量比例，预测在更大快速度间隔下间隙比例会增加——这一现象仅在扩展探测器覆盖范围下才能观测到。

ABSTRACT

An excess of events with a rapidity gap between jets, over what would be expected from non-diffractive processes, has been observed at HERA. A process based on a perturbative QCD calculation of colour singlet exchange has been added to HERWIG. With this addition, HERWIG is able to describe the number of events with a gap between jets over the number without a gap. This gap fraction is predicted to rise at large rapidity intervals between jets which would only be visible if the detector coverage were increased.

研究动机与目标

• 解释在HERA上观测到的喷射体之间快速度间隙事件的过剩现象，该现象无法仅通过非弹性微扰QCD过程解释。
• 基于微扰QCD，为色单重态交换建立一个理论框架，作为间隙形成的机制。
• 将该机制实现于HERWIG蒙特卡罗事件生成器中，以改进其对弹性喷射体事件的描述。
• 预测间隙比例随喷射体之间快速度间隔的变化行为。
• 评估在扩展探测器覆盖范围内，预测的间隙比例上升现象是否可被观测到。

提出的方法

• 将微扰QCD计算方法应用于高能强子碰撞中色单重态交换的建模。
• 在HERWIG事件生成器中引入一种新的色单重态交换过程矩阵元。
• 使用修改后的HERWIG生成器模拟具有和不具有快速度间隙的事件。
• 将模拟得到的间隙比例与HERA的实验数据进行比较，以验证该模型。
• 在假设探测器覆盖范围提升的前提下，预测大快速度间隔下的间隙比例行为。
• 应用标准的QCD因子化与部分子簇射技术，以保持与现有事件生成方法的一致性。

实验结果

研究问题

• RQ1 何种机制可解释在HERA上观测到的喷射体之间快速度间隙事件的过剩？
• RQ2 基于微扰QCD的色单重态交换模型能否再现喷射体事件中测量到的间隙比例？
• RQ3 在所提出的模型中，间隙比例如何随喷射体之间快速度间隔变化？
• RQ4 需要何种探测器覆盖范围才能观测到大快速度间隔下预测的间隙比例上升？
• RQ5 修改后的HERWIG生成器对快速度间隙实验数据的描述效果如何？

主要发现

• 在HERWIG中引入基于微扰QCD的色单重态交换过程，成功再现了喷射体之间快速度间隙事件的观测比例。
• 该模型预测，随着喷射体之间快速度间隔的增大，间隙比例也随之增加。
• 该间隙比例的上升仅在探测器覆盖范围扩展至当前实验范围之外时才可被观测到。
• 该理论框架在HERWIG蒙特卡罗框架内，为弹性喷射体产生提供了自洽的描述。
• 结果支持将快速度间隙解释为高能强子碰撞中色单重态交换过程的结果。
• 该模型为HERA数据提供了一种与微扰QCD一致的唯象学解释。