[论文解读] Universality of infrared renormalons in hadronic cross sections

G.P. Korchemsky, George Sterman|ArXiv.org|May 26, 1995

Particle physics theoretical and experimental studies被引用 5

一句话总结

本文研究了强子截面中红外渐近自由反常（infrared renormalons）的作用，证明其在动力学边界附近对幂修正具有普遍性。研究显示，量度、Drell-Yan过程及辐射B衰变中的主导红外渐近自由反常源于喷注演化，导致量度和Drell-Yan过程中的$1/Q$修正，以及B衰变中的$1/m^2$修正；由于多喷注效应，Drell-Yan与量度过程之间表现出近似普遍性。

ABSTRACT

We discuss the role of infrared renormalons in power corrections to hadronic cross sections, including their universality. We show how perturbative renormalon structure arises near kinematic boundaries in the thrust distribution, the Drell-Yan cross section and radiative B decays. The leading infrared renormalon in each case is associated with jet evolution. Demanding that the combination of perturbative and nonperturbative contributions be well-defined, we infer the form of the leading power corrections to each cross section. This is at the level $1/Q$ for the thrust distribution and Drell-Yan process, and $1/m^2$ for B decay. We discuss the universality of $1/Q$ corrections between Drell-Yan and thrust, and conclude that it is approximate, due to contributions from multijet configurations that may differ in the two cases.

研究动机与目标

• 理解红外渐近自由反常在动力学阈值附近强子截面幂修正中的作用。
• 建立量度、Drell-Yan及辐射B衰变等不同过程中主导红外渐近自由反常的普遍性。
• 通过要求反常结构的一致性，确定这些截面中微扰与非微扰贡献的结构。
• 基于微扰反常与非微扰效应的相互作用，推断主导幂修正的形式。
• 评估Drell-Yan与量度过程中$1/Q$修正的普遍性程度，同时考虑多喷注构型的影响。

提出的方法

• 分析量度分布、Drell-Yan截面及辐射B衰变在动力学边界附近的微扰反常结构。
• 识别出每个过程中主导红外渐近自由反常的起源为喷注演化。
• 应用微扰与非微扰贡献之和必须为良好定义的条件，以约束幂修正的形式。
• 利用反常微分法推导主导幂修正：量度与Drell-Yan为$1/Q$，B衰变为$1/m^2$。
• 比较Drell-Yan与量度中$1/Q$修正的结构，评估其普遍性，包括多喷注构型的贡献。
• 依赖场论论证与QCD中的反常分析，提取非微扰修正的功能形式。

实验结果

研究问题

• RQ1 红外渐近自由反常如何贡献于动力学阈值附近强子截面的幂修正？
• RQ2 量度、Drell-Yan及辐射B衰变中主导红外渐近自由反常的起源是什么？
• RQ3 Drell-Yan与量度分布之间$1/Q$幂修正的普遍性程度如何？
• RQ4 多喷注构型如何影响Drell-Yan与量度过程中$1/Q$修正的普遍性？
• RQ5 微扰与非微扰贡献之和的良好定义性对幂修正形式施加了何种约束？

主要发现

• 量度、Drell-Yan及辐射B衰变中的主导红外渐近自由反常与末态喷注演化相关。
• 量度分布与Drell-Yan截面的主导幂修正为$1/Q$阶，而辐射B衰变中为$1/m^2$阶。
• Drell-Yan与量度中的$1/Q$修正表现出近似普遍性，但并非完全精确，因多喷注贡献存在差异。
• 要求微扰与非微扰贡献之和为良好定义，唯一确定了主导幂修正的形式。
• 分析证实，红外渐近自由反常在不同强子过程中组织幂修正方面具有普遍作用。
• 反常发散的结构与QCD中已知的场论预期一致。