[论文解读] Studies of the triple pomeron vertex in perturbative QCD and its applications in phenomenology

Krzysztof Kutak|arXiv (Cornell University)|Feb 21, 2012

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 1被引用 3

一句话总结

该论文利用扭展开研究了微扰QCD中的三胶球顶点，表明在大-Nc极限下，反共线胶子构型占主导地位，而共线项在有限Nc下也有贡献。论文构建了一个导致Balitsky-Kovchegov方程的哈密顿量，通过Kwieciński-Martin-Stasto模型引入高阶修正，并计算了F2结构函数和双色散Higgs粒子产生截面，发现屏蔽修正在LHC上显著影响Higgs截面，但对F2无明显影响。

ABSTRACT

We study the properties of the Triple Pomeron Vertex in the perturbative QCD using the twist expansion method. Such analysis allows us to find the momenta configurations preferred by the vertex. When the momentum transfer is zero, the dominant contribution in the limit when Nc goes to infty comes from anticollinear pole. This is in agreement with result obtained without expanding, but by direct averaging of the Triple Pomeron Vertex over angles. Resulting theta functions show that the anticollinear configuration is optimal for the vertex. In the finite Nc case the collinear term also contributes. Using the Triple Pomeron Vertex we construct a pomeron loop and we also consider four gluon propagation between two Triple Pomeron Vertices. We apply the Triple Pomeron Vertex to construct the Hamiltonian from which we derive the Balitsky- Kovchegov equation for an unintegrated gluon density. In order to apply this equation to phenomenology, we apply the Kwiecinski-Martin-Stasto model for higher order corrections to a linear part of the Balitsky-Kovchegov equation. We introduce the definition of the saturation scale which reflects properties of this equation. Finally, we use it for computation of observables, such as the F2 structure function and diffractive Higgs boson production cross section. The impact of screening corrections on F2 is negligible, but those effects turn out to be significant for diffractive Higgs boson production at LHC.

研究动机与目标

• 利用扭展开理解微扰QCD中三胶球顶点所偏好的动量构型。
• 通过使用三胶球顶点构造的哈密顿量，推导Balitsky-Kovchegov方程。
• 通过Kwieciński-Martin-Stasto模型引入高阶修正，以实现现象学应用。
• 定义一个反映B-K方程结构的饱和标度，用于可观测量。
• 计算F2结构函数和双色散Higgs玻色子产生截面，评估屏蔽修正的影响。

提出的方法

• 采用扭展开分析三胶球顶点，识别出反共线和共线胶子构型的主导贡献。
• 利用顶点构造一个哈密顿量，该哈密顿量可生成非积分胶子密度的Balitsky-Kovchegov方程。
• 应用Kwieciński-Martin-Stasto模型，将高阶修正引入B-K方程的线性部分。
• 基于B-K方程的结构定义饱和标度，以反映其动力学特性。
• 使用所推导的框架计算F2结构函数和双色散Higgs玻色子产生截面。
• 通过对比包含与不包含屏蔽修正的结果，评估其在现象学可观测量中的影响。

实验结果

研究问题

• RQ1 在微扰QCD中，三胶球顶点偏好哪些动量构型，特别是在大-Nc和有限-Nc极限下？
• RQ2 三胶球顶点如何通过哈密顿量形式化贡献于Balitsky-Kovchegov方程的推导？
• RQ3 屏蔽修正在LHC上对F2结构函数和双色散Higgs玻色子产生截面的影响程度如何？
• RQ4 Kwieciński-Martin-Stasto模型的高阶修正在现象学应用中如何修改B-K方程的线性部分？
• RQ5 饱和标度在反映所推导B-K方程的动力学特性方面起什么作用？

主要发现

• 在大-Nc极限下，反共线胶子构型主导三胶球顶点，与角平均结果一致。
• 在有限Nc下，反共线和共线项均对顶点有贡献，后者变得重要。
• 从三胶球顶点导出的哈密顿量成功生成了非积分胶子密度的Balitsky-Kovchegov方程。
• 屏蔽修正对F2结构函数影响可忽略，但显著影响LHC上双色散Higgs玻色子产生截面。
• 基于B-K方程定义的饱和标度有效捕捉了演化过程的动力学特性，使现象学预测更加可靠。
• 通过Kwieciński-Martin-Stasto模型引入高阶修正，改善了可观测量的描述，尤其在双色散过程方面。