[论文解读] Resolved photon processes in DIS and small x dynamics

H. Jung, L. Joensson+1 more|ArXiv.org|May 20, 1998

Quantum Mechanics and Applications参考文献 5被引用 5

一句话总结

本文研究了小x区域深纵截面散射（DIS）中的分辨光子过程，提出两条DGLAP演化链——一条从硬散射演化至质子，另一条演化至光子——可解释HERA实验中常规QCD模型无法重现的异常前向喷胶截面。研究表明，这些分辨光子贡献可解释原本归因于BFKL动力学的数据，提供了一种无需引入超出标准演化的新型小x物理的替代解释。

ABSTRACT

It has been found that recent results on forward jet production from deep inelastic scattering can neither be reproduced by models which are based on leading order alpha_s QCD matrix elements and parton showers nor by next-to-leading order calculations. The measurement of forward jet cross sections has been suggested as a promising probe of new small x dynamics and the question is whether these data provide an indication of this. The same question arises for other experimental data in deep inelastic scattering at small x which can not be described by conventional models for deep inelastic scattering. In this paper the influence of resolved photon processes has been investigated and it has been studied to what extent such processes are able to reproduce the data. It is shown that two DGLAP evolution chains from the hard scattering process towards the proton and the photon, respectively, are sufficient to describe effects, observed in the HERA data, which have been attributed to BFKL dynamics.

研究动机与目标

• 解决常规一阶或下一阶QCD模型无法解释的HERA前向喷胶截面测量中的差异。
• 研究分辨光子过程（即光子在相互作用前涨落为部分子）是否能解释小x区域观测到的数据异常。
• 确定两条独立的DGLAP演化链（分别从硬散射演化至质子和光子）是否足以重现此前归因于BFKL动力学的效应。
• 评估在包含分辨光子贡献的常规QCD演化框架下，是否能够解释小x区域的数据而无需引入新的动力学机制。

提出的方法

• 采用双重DGLAP演化：一条演化链将部分子从硬散射演化至质子，另一条演化至光子。
• 将分辨光子贡献建模为两步过程：光子 → 部分子 → 与质子发生散射。
• 使用一阶QCD矩阵元结合部分子簇射和DGLAP演化，模拟完整过程。
• 将模拟的前向喷胶截面与HERA实验数据进行比较，以评估一致性。
• 使用标准微扰QCD技术重建DIS中分辨光子过程的完整振幅。
• 对质子线和光子线均应用DGLAP演化方程，以考虑小x区域部分子密度效应。

实验结果

研究问题

• RQ1 在DIS中，分辨光子过程是否能够重现标准QCD模型无法描述的HERA实验测得的前向喷胶截面？
• RQ2 两条独立的DGLAP演化链（分别演化至质子和光子）在多大程度上能够解释此前归因于BFKL动力学的数据？
• RQ3 是否存在一种基于分辨光子贡献的常规QCD解释，可说明DIS中小x区域的异常现象，而无需引入新的动力学机制？
• RQ4 分辨光子过程如何影响深度非弹性散射中前向喷胶产生过程的运动学和截面？

主要发现

• 当结合两条DGLAP演化链时，分辨光子过程能够定量重现HERA实验中观测到的前向喷胶截面。
• 引入分辨光子贡献可解释此前归因于BFKL动力学的数据异常，提供了一种常规QCD的替代解释。
• 基于质子线和光子线的DGLAP演化模型成功解释了数据的运动学特征，而无需引入新的小x动力学。
• 研究发现，下一阶QCD计算与一阶矩阵元结合部分子簇射不足以解释数据，但包含DGLAP演化的分辨光子过程足以描述观测数据。