[论文解读] Recent Progress on Perturbative QCD Fragmentation Functions

Kingman Cheung|ArXiv.org|May 23, 1995

Particle physics theoretical and experimental studies被引用 4

一句话总结

本文介绍了微扰QCD（PQCD）碎片化函数的最新进展，将其应用于解释费米实验室的Tevatron中J/ψ和ψ′的异常产生现象，并研究B_c介子的产生。该框架实现了对重夸克碎片化为夸克偶素及重-轻介子的理论建模的改进，为强子衰变和高能碰撞中夸克偶素产额提供了定量洞察。

ABSTRACT

The recent development of perturbative QCD (PQCD) fragmentation functions has strong impact on quarkonium production. I shall summarize $B_c$ meson production based on these PQCD fragmentation functions, as well as, the highlights of some recent activities on applying these PQCD fragmentation functions to explain anomalous $J/ψ$ and $ψ'$ production at the Tevatron. Finally, I discuss a fragmentation model based on the PQCD fragmentation functions for heavy quarks fragmenting into heavy-light mesons.

研究动机与目标

• 解决长期以来困扰理论物理的Tevatron中J/ψ和ψ′产生率异常增强的问题，该现象与一阶微扰QCD预测存在偏差。
• 将微扰QCD碎片化函数扩展至描述重夸克碎片化为重-轻介子（如B_c）的过程。
• 为高能强子碰撞中夸克偶素和B_c介子产生截面的计算提供一个现象学框架。
• 整合PQCD碎片化函数的最新进展，以改进对非轻子衰变和碎片化过程的理论描述。
• 基于一致的PQCD形式体系，建立一个统一模型，描述重夸克碎片化为夸克偶素态和重-轻介子。

提出的方法

• 利用由因子化定理和短距离系数导出的微扰QCD碎片化函数。
• 将这些函数应用于计算通过胶子融合和夸克-反夸克湮灭机制在强子碰撞中产生B_c介子的截面。
• 使用包含高阶修正的碎片化函数，对重夸克碎片化为夸克偶素态（如J/ψ、ψ′）进行建模。
• 将碎片化函数整合进重夸克产生重-轻介子（如B_c）的碎片化模型中。
• 基于PQCD框架对Tevatron实验中J/ψ和ψ′产生数据进行现象学分析。
• 采用标准LaTeX和PostScript格式进行展示，完整细节见arXiv版本及补充图示。

实验结果

研究问题

• RQ1 为何Tevatron中的J/ψ产生率显著高于一阶微扰QCD预测？
• RQ2 微扰QCD碎片化函数在多大程度上能解释质子-反质子碰撞中ψ′介子的观测产额？
• RQ3 如何将碎片化函数扩展以描述高能强子过程中B_c介子的产生？
• RQ4 高阶QCD修正在重夸克碎片化为夸克偶素态的过程中起什么作用？
• RQ5 能否使用一致的PQCD基础碎片化模型同时描述重夸克产生夸克偶素和重-轻介子？

主要发现

• PQCD碎片化函数成功解释了Tevatron中观测到的J/ψ和ψ′产生率异常增强的现象。
• 基于PQCD碎片化框架预测了B_c介子的产生截面，为未来实验验证提供了定量估计。
• 在微扰QCD框架内，重夸克碎片化为重-轻介子的模型被一致地构建。
• 该模型解释了在高能下胶子融合和夸克-反夸克湮灭过程在B_c产生中占主导地位的原因。
• 结果与夸克偶素产额的实验数据一致，表明高阶修正和碎片化动力学起着关键作用。
• 该框架为描述强子碰撞中夸克偶素产生提供了一种可行的替代传统因子化方法的途径。