[论文解读] Top Quark Production.

Nikolaos Kidonakis|arXiv (Cornell University)|Jan 1, 2014

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 27被引用 108

一句话总结

本论文提出了一种在强子碰撞中顶夸克产生过程的下一下一阶（NNLO）软胶球重求和形式体系，该体系基于因子化和跑动方程的重整化群演化推导得出。该研究在偶极近似下计算了两圈软异常维数，并量化了顶-反顶、单顶及顶夸克与其它粒子最终态中总截面和微分散布的NNLO修正。

ABSTRACT

I discuss top quark production in hadronic collisions. I present the soft-gluon resummation formalism and its derivation from factorization and renormalization-group evolution, and two-loop calculations of soft anomalous dimensions in the eikonal approximation. I discuss the contributions of next-to-next-to-leading order (NNLO) soft-gluon corrections to the total cross sections and top-quark transverse momentum and rapidity distributions for top-antitop pair production, and for single-top production in the $t$ and $s$ channels and in association with a $W$ boson or a charged Higgs boson.

研究动机与目标

• 开发一种系统性的强子碰撞中顶夸克产生过程的软胶球重求和形式体系。
• 从因子化和重整化群演化原理推导出重求和框架。
• 在偶极近似下计算顶夸克过程的两圈软异常维数。
• 评估NNLO软胶球修正对总截面和微分散布的影响。
• 将分析扩展至顶-反顶对产生、t-通道和s-通道中的单顶产生，以及与W玻色子或带电Higgs玻色子关联的顶夸克产生过程。

提出的方法

• 利用因子化定理将高能散射过程中的短程和长程贡献分离。
• 应用重整化群演化以重求和软胶球发射产生的大对数项。
• 在偶极近似下计算软极限中两圈软异常维数。
• 实施软胶球重求和形式体系，以重求和总截面和微分散布中的对数修正。
• 将该形式体系扩展至包含与W玻色子或带电Higgs玻色子关联的顶夸克过程。
• 推导出在NNLO精度下横动量和快度分布的重求和截面。

实验结果

研究问题

• RQ1 NNLO软胶球修正如何影响强子碰撞中顶-反顶对产生的总截面？
• RQ2 两圈软异常维数对顶夸克产生过程中对数修正的重求和有何影响？
• RQ3 NNLO修正如何改变单顶和顶-反顶最终态中顶夸克的横动量和快度分布？
• RQ4 软胶球修正在多大程度上影响与W玻色子或带电Higgs玻色子关联的顶夸克产生？
• RQ5 偶极近似如何使两圈软异常维数在顶夸克产生背景下的计算成为可能？

主要发现

• 软胶球重求和形式体系从因子化和重整化群演化中一致推导得出，为高阶修正提供了可靠的框架。
• 在偶极近似下计算了两圈软异常维数，使对数增强项的精确重求和成为可能。
• NNLO软胶球修正显著改变了顶-反顶对产生的总截面，提升了理论精度。
• 顶夸克的横动量和快度分布在NNLO下受到显著修正，尤其在高动量和前后向区域。
• 该形式体系成功扩展至t-通道和s-通道中的单顶产生，以及与W玻色子或带电Higgs玻色子关联的顶夸克产生过程。
• NNLO修正的引入显著提高了顶夸克产生理论预测的准确性，对标准模型的精密检验至关重要。