[论文解读] Test of QEDPS: A Monte Carlo for the hard photon distributions in e+ e- annihilation proecss

Y. Kurihara, J. Fujimoto+2 more|CERN Bulletin|Mar 14, 1996

Dark Matter and Cosmic Phenomena被引用 10

一句话总结

本论文测试了QEDPS，一种用于e+e−湮灭中硬光子辐射的蒙特卡洛生成器，其基于电子结构函数的领先对数QED演化。通过对比HZ→Zγγ和e+e−→HZγγ过程中的光子分布与截面，验证了该生成器，显示出良好一致性，证实了该模型在高能碰撞中硬光子产生方面的自洽性。

ABSTRACT

The validity of a photon shower generator QEDPS has been examined in detail. This is formulated based on the leading-logarithmic renormalization equation for the electron structure function and it provides a photon shower along the initial e+-. The main interest in the present work is to test the reliability of the generator to describe a process accompanying hard photons which are detected. For this purpose, by taking the HZ production as the basic reaction, the total cross section and some distributions of the hard photons are compared between two cases that these photons come from either those generated by QEDPS or the hard process e+e- -> H Z gamma gamma. The comparison performed for the single and the double hard photon has shown a satisfactory agreement which demonstrated that the model is self-consistent.

研究动机与目标

• 测试QEDPS蒙特卡洛生成器在模拟e+e−湮灭中硬光子辐射方面的可靠性。
• 验证生成器重现涉及真实、可探测光子的过程中的硬光子分布的能力。
• 通过将QEDPS的预测与包含两个硬光子的HZ产生全硬过程计算进行比较，评估QEDPS的自洽性。
• 评估在建模初始态辐射硬光子时，领先对数近似的准确性。

提出的方法

• QEDPS生成器基于电子结构函数的领先对数重整化群方程，通过初始态电子和正电子束的光子喷射过程进行模拟。
• 生成器通过遵循QED分裂函数的领先对数近似，以迭代发射过程产生硬光子。
• 使用QEDPS模拟初始态辐射和全矩阵元计算模拟硬光子产生，对过程e+e− → HZγγ进行基准比较。
• 比较两种方法在总截面和硬光子（单重和双重）微分分布上的结果，以评估一致性。
• 在运动学分布和积分截面层面对比，以评估生成器的准确性。

实验结果

研究问题

• RQ1 QEDPS能否准确重现e+e−湮灭过程中产生的硬光子的运动学分布？
• RQ2 在HZ产生中，QEDPS的领先对数近似与全矩阵元计算在硬光子发射方面的匹配程度如何？
• RQ3 当应用于包含可探测、高能光子的过程时，QEDPS生成器是否具有自洽性？
• RQ4 QEDPS中初始态辐射模型在多大程度上捕捉了高能e+e−碰撞中硬光子发射的物理本质？

主要发现

• 在单硬光子和双硬光子末态中，QEDPS生成器与全矩阵元计算在总截面方面表现出令人满意的吻合。
• 硬光子的微分分布——尤其是能量和角分布——在QEDPS与全过程计算之间表现出强烈的内在一致性。
• 该一致性证实了QEDPS模型在描述e+e−湮灭中初始态辐射硬光子方面的自洽性。
• 结果验证了QEDPS作为高能e+e−对撞机实验中模拟硬光子辐射的可靠工具的适用性。