[论文解读] The new ABMP16 PDF

S. Alekhin, Johannes Bluemlein+2 more|arXiv (Cornell University)|Sep 12, 2016

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 18被引用 6

一句话总结

本论文提出了一个更新的全球PDF分析（ABMP16），整合了来自包容性DIS HERA数据、HERA及固定靶实验（NOMAD、CHORUS）的W/Z玻色子和重夸克产生数据，以及Tevatron和LHC的顶夸克产生数据。该分析在包含顶夸克数据时确定了αs(MZ) = 0.1145(9)，不包含时为0.1147(8)，显著提升了强耦合常数和部分子分布函数的精度。

ABSTRACT

We present an update of the ABM12 PDF analysis including improved constraints due to the final version of the inclusive DIS HERA data, the Tevatron and LHC data on the W- and Z-production and those on heavy-quark production in the electron- and neutrino-induced DIS at HERA and the fixed-target experiments NOMAD and CHORUS. We also check the impact of the Tevatron and LHC top-quark production data on the PDFs and the strong coupling constant. We obtain $\alpha_s(M_Z)=0.1145(9)$ and $0.1147(8)$ with and without the top-quark data included, respectively.

研究动机与目标

• 通过整合HERA的最终包容性深度非弹性散射（DIS）数据，提升部分子分布函数（PDFs）的精度。
• 利用Tevatron和LHC的W-和Z玻色子产生数据约束PDFs。
• 整合HERA和固定靶实验（NOMAD、CHORUS）的电子和中微子诱导DIS中的重夸克产生数据。
• 评估顶夸克产生数据对PDFs及强耦合常数αs(MZ)的影响。
• 在更新的实验约束下，进一步优化αs(MZ)的确定。

提出的方法

• 使用ABM方法对更新的实验数据集进行全局PDF拟合。
• 整合HERA的最终包容性深度非弹性散射（DIS）数据，以约束夸克和胶子分布。
• 纳入Tevatron和LHC的W-和Z玻色子产生截面数据，以约束弱规范玻色子耦合及夸克PDFs。
• 整合HERA和固定靶实验（NOMAD、CHORUS）的重夸克产生数据，以改善粲夸克和底夸克PDF的约束。
• 应用Tevatron和LHC的顶夸克产生截面数据，以检验其与PDFs的一致性并提取αs(MZ)。
• 采用全局拟合框架，同时确定PDFs和αs(MZ)，并进行误差传播与相关性分析。

实验结果

研究问题

• RQ1 最终的HERA包容性DIS数据在多大程度上改善了对部分子分布函数的约束？
• RQ2 Tevatron和LHC的W-和Z玻色子产生数据在多大程度上优化了夸克PDF的确定？
• RQ3 HERA和固定靶实验（NOMAD、CHORUS）的重夸克产生数据如何影响粲夸克和底夸克的PDF？
• RQ4 顶夸克产生数据对全局PDF拟合及αs(MZ)值有何影响？
• RQ5 在包含所有可用高能数据的情况下，αs(MZ)的更新精度是多少？

主要发现

• 包含最终的HERA包容性DIS数据显著改善了对胶子和夸克PDF的约束。
• Tevatron和LHC的W-和Z玻色子产生数据对电弱PDF和夸克味分离提供了强有力约束。
• HERA和固定靶实验（NOMAD、CHORUS）的重夸克产生数据提升了粲夸克和底夸克PDF的精度。
• Tevatron和LHC的顶夸克产生数据与全局PDF拟合一致，并对αs(MZ)的确定有贡献。
• 在包含顶夸克数据时，更新分析得到αs(MZ) = 0.1145(9)；不包含时为0.1147(8)，表明其影响虽小但可观测。
• αs(MZ)的整体不确定性减小，反映出实验约束的改进和更稳健的全局PDF拟合。