[论文解读] Towards NLO calculations in the parton Reggeization approach

Maxim Nefedov, V. A. Saleev|arXiv (Cornell University)|Aug 15, 2016

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 9被引用 8

一句话总结

本文在利帕托夫的高能有效场论（HEFT）框架下，为部分子 Regge 化方法（PRA）中的快度发散提出了一个规范不变且协变的正则化方案。该研究计算了 Regge 化夸克传播子和 γQq 顶点的单圈修正，展示了快度发散的抵消，并证实了在 NLO 下与完整 QCD 的一致性，从而实现了在具有大快度间隔的高能 QCD 过程中可靠地进行 NLO 物理研究。

ABSTRACT

Parton Reggeization approach is the scheme of kT-factorization for multiscale hard processes, which is based on the Lipatov's gauge invariant effective field theory (EFT) for high energy processes in QCD. The new type of rapidity divergences, associated with the log 1/x-corrections, appears in the loop corrections in this formalism. The covariant procedure of regularization of rapidity divergences, preserving the gauge invariance of effective action is described. As an example application, the one-loop correction to the propagator of Reggeized quark and gamma Q q -scattering vertex are computed. Obtained results are used to construct the Regge limit of one-loop gamma+gamma -> q + barq amplitude. The cancelation of rapidity divergences and consistency of the EFT prediction with the full QCD result is demonstrated. The rapidity renormalization group within the EFT is discussed.

研究动机与目标

• 将部分子 Regge 化方法（PRA）扩展至高能 QCD 过程中 αs 的下一阶修正（NLO）。
• 解决在利帕托夫 HEFT 形式体系中，环修正产生的快度发散问题。
• 通过构建协变正则化程序，确保规范不变性，并与 NLO 下的完整 QCD 保持一致。
• 计算 Regge 化夸克自能和 γQq 顶点的单圈修正，以用于 NLO 幅值构建。
• 展示在 Regge 极限下，快度发散在 γγ→q̄q 幅值中的抵消，并验证其主导幂次行为。

提出的方法

• 采用利帕托夫的规范不变高能有效场论（HEFT），适用于具有 Regge 化夸克和胶子的多 Regge 动力学。
• 引入一种协变快度调节器，保持规范不变性，并处理来自快度发散的 log(1/x) 修正。
• 在有效场论（EFT）框架下，使用维度正则化计算 Regge 化夸克的单圈自能和 γQq 顶点。
• 对环修正进行快度局部化，以隔离发散项，并在完整幅值中实现抵消。
• 应用乘法重整化，并推导出 Regge 化夸克传播子和顶点函数的快度重整化群（RRG）方程。
• 通过将 EFT 框架下 γγ→q̄q 幅值的结果与完整 QCD 结果在 Regge 极限下的对比，验证了结果的一致性。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何在保持规范不变性的前提下，对 PRA 框架中单圈修正的快度发散进行一致正则化？
• RQ2 在有效场论框架下计算时，快度发散在 γγ→q̄q 幅值中在多大程度上实现抵消？
• RQ3 在 NLO 下，EFT 是否能正确再现 γγ→q̄q 幅值在 Regge 极限下的主导幂次行为？
• RQ4 在有效场论中，Regge 化夸克传播子和顶点的快度重整化群（RRG）具有何种结构？
• RQ5 在高能极限下，EFT 的结果与完整 QCD 计算在 NLO 下的定量比较结果如何？

主要发现

• 协变快度正则化方案成功保持了规范不变性，并在 HEFT 框架下处理了环修正中的快度发散。
• 计算了 Regge 化夸克自能和 γQq 顶点的单圈修正，并在适当的快度局部化后，证明其不包含非物理发散。
• 当顶点和传播子修正组合时，γγ→q̄q 幅值中的快度发散得以抵消，证实了与完整 QCD 的一致性。
• EFT 中 γQq 顶点的虚部与完整 QCD 结果一致，其中 Im C_HE^(-1) = -π(1/ε + log(μ²/(-t)) - 2)，验证了该形式体系的正确性。
• 从 RRG 方程导出的 anomalous dimension ω(t) 与已知结果一致，即在单圈下 ω(t) = (ᾱs/2π)CF(1/ε + log(μ²/(-t)))。
• 在 Regge 极限下，EFT 对 γγ→q̄q 幅值的预测正确再现了完整 QCD 幅值的主导幂次项，证实了该形式体系的一致性。