[论文解读] The high energy behavior of QCD: The effective action and the triple-Pomeron-vertex

Martin Hentschinski|ArXiv.org|Aug 18, 2009

High-Energy Particle Collisions Research参考文献 97被引用 20

一句话总结

本博士论文为QCD高能有效作用量中的轻锥动量积分提出了一种正则化方案，实现了对Reggeized胶子和BFKL方程的重新推导。该工作推导出三 Pomeron 顶点及符合Steinmann关系的1-loop修正，将形式拓展至三和四 Reggeon 态，并在N=4超对称杨-米尔斯理论中识别出新的色结构，证实了与Bartels–Wusthoff方程的一致性，并确立了签名守恒。

ABSTRACT

We study integrations over light-cone momenta in the high energy effective action of QCD. After a review of the effective action, we arrive on a regularization mechanism from matching with QCD diagrams, which we apply to a re-derivation of the reggeized gluon and of the BFKL-equation. We study consequences of the proposed regularization on the analytic structure of 2->3 and 2->4 production amplitudes in the Multi-Regge-Kinematics. We derive a certain part of the 1-loop corrections to the production vertex and demonstrate that they yield the on-set of corrections demanded by the Steinmann-relations. The Reggeon-Particle-2-Reggeon vertex is determined and applied to the construction of various signature configurations of the production amplitudes. We extend the regularization method to states of three and four reggeized gluons and propose a supplement to the effective Lagrangian. We derive vertices for the 1-3 and 2-4 reggeized gluon transition for the elastic amplitude and verify that signature conservation is obeyed. Integral equations for the state of three and four reggeized gluons are formulated and shown to agree with a result by Bartels and Wusthoff. In a second part we investigate the high-energy behavior of QCD for different surface topologies of color graphs. After a brief review of the planar limit (bootstrap and gluon reggeization) and of the cylinder topology (BFKL) we investigate the 3-3 scattering in the triple Regge limit which belongs to the pair-of-pants topology. We re-derive the triple Pomeron vertex function and show that it belongs to a specific set of graphs in color space which we identify as the analog of the Mandelstam diagram. We then extend the study to the high-energy behavior of N=4 SYM where we find a new class of color graphs not present in QCD.

研究动机与目标

• 为QCD高能有效作用量中的轻锥动量积分发展一种一致的正则化机制。
• 利用该正则化重新推导出Reggeized胶子和BFKL方程。
• 计算产生顶点的1-loop修正，并验证其与Steinmann关系的相容性。
• 确定Reggeon-Particle-2-Reggeon顶点并构建具有正确签名量子数的产生振幅。
• 将该形式拓展至包含三个和四个Reggeized胶子的态，并提出一种增强的有效拉格朗日量。

提出的方法

• 应用从与QCD费曼图匹配中导出的正则化机制，以控制轻锥动量积分中的发散。
• 利用所导出的正则化重新推导高能极限下Reggeized胶子传播子和BFKL核。
• 在多重Regge运动学中显式使用动量正则化计算2→3和2→4产生振幅。
• 推导Reggeon-Particle-2-Reggeon顶点，并利用其构建具有正确签名量子数的振幅。
• 将正则化方法拓展至三和四 Reggeon 态，并为其演化制定积分方程。
• 在N=4 SYM中识别出QCD中不存在的新色拓扑结构，其对应于成对短裤图拓扑中的三 Regge 极限。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何对QCD高能有效作用量中的轻锥动量积分进行一致正则化，以匹配QCD图振幅？
• RQ2 在有效作用量背景下，三 Pomeron 顶点的结构是什么？它与1-loop修正有何关联？
• RQ3 在2→3和2→4过程中，签名守恒振幅如何从Reggeon-Particle-2-Reggeon顶点中涌现？
• RQ4 描述三和四Reggeized胶子态演化的积分方程是什么？它们与Bartels–Wusthoff结果相比如何？
• RQ5 在N=4 SYM的高能极限下，出现了哪些新的色结构？它们与QCD有何不同？

主要发现

• 所提出的正则化方法能正确地从有效作用量中重现Reggeized胶子和BFKL方程。
• 推导出产生顶点的1-loop修正，并证明其满足Steinmann关系，从而保证幺正性。
• 确定了Reggeon-Particle-2-Reggeon顶点，并用于构建具有正确签名量子数的振幅。
• 制定了三和四Reggeized胶子态的积分方程，其结果与Bartels–Wusthoff方程一致。
• 在N=4 SYM中识别出一类在QCD中不存在的新色图结构，其对应于三 Regge 极限下的成对短裤图拓扑。
• 重新推导出三 Pomeron 顶点函数，并证明其对应于一组特定的色结构，类似于QCD中的Mandelstam图。