Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Sự không đối xứng phương ngang trong va chạm mạnh QCD: an toàn hồng ngoại nhưng phân kỳ
Tóm tắt
Chúng tôi xem xét các hệ thống khối lượng lớn của hai hoặc nhiều hạt được tạo ra bởi sự tán xạ mạnh QCD trong các va chạm hadron. Chúng tôi kiểm tra các tương quan phương ngang giữa hệ thống và một trong các hạt của nó. Chúng tôi chỉ ra rằng việc tính toán QCD suy perturbative cho các tương quan và sự không đối xứng phương ngang như vậy có thể dẫn đến các kết quả phân kỳ tại các bậc perturbative cố định. Các phân kỳ bậc cố định ảnh hưởng đến các đại lượng cơ bản (và an toàn ở vùng hồng ngoại) như phần tổng gauss tại các giá trị cố định (và tùy ý) của góc tương quan phương ngang φ. Những ví dụ về các quá trình với phân kỳ bậc cố định bao gồm sản xuất cặp quark nặng, sản xuất đồng thời boson vectơ và jet, và sản xuất dijet và diboson. Một ngoại lệ rõ ràng là sản xuất cặp lepton khối lượng lớn thông qua cơ chế Drell-Yan của sự hủy diệt quark-antiquark. Tuy nhiên, ngay cả trong quá trình Drell-Yan, các phân kỳ bậc cố định cũng xuất hiện trong việc tính toán các hiệu chỉnh bức xạ QED. Chúng tôi xác định các điều kiện chung tạo ra các phân kỳ bằng cách thảo luận về nguồn gốc vật lý của chúng trong các phép tính bậc cố định. Chúng tôi cho thấy các kết quả minh họa bậc thấp nhất cho các sự không đối xứng cos(nφ) (với n = 1, 2, 4, 6) trong sản xuất cặp quark top và sản xuất đồng thời một boson vectơ và một jet tại LHC. Các phân kỳ được loại bỏ bằng một quy trình tái cộng hợp đúng cách các đóng góp perturbative ở tất cả các bậc. Tái cộng hợp dẫn đến các sự không đối xứng phương ngang là hữu hạn và có thể tính toán. Chúng tôi trình bày các kết quả định lượng đầu tiên của một phép tính đã được tái cộng hợp cho sự không đối xứng cos(2φ) trong sản xuất cặp quark top tại LHC.
Từ khóa
#sự không đối xứng phương ngang #tán xạ mạnh #quark #boson #LHC #hiệu chỉnh bức xạ QED #phân kỳ #tái cộng hợpTài liệu tham khảo
E.C. Aschenauer, U. D’Alesio and F. Murgia, TMDs and SSAs in hadronic interactions, Eur. Phys. J. A 52 (2016) 156 [arXiv:1512.05379] [INSPIRE].
J.C. Collins and D.E. Soper, Angular distribution of dileptons in high-energy hadron collisions, Phys. Rev. D 16 (1977) 2219 [INSPIRE].
CMS collaboration, Angular coefficients of Z bosons produced in pp collisions at \( \sqrt{s}=8 \) TeV and decaying to μ + μ − as a function of transverse momentum and rapidity, Phys. Lett. B 750 (2015) 154 [arXiv:1504.03512] [INSPIRE].
ATLAS collaboration, Measurement of the angular coefficients in Z-boson events using electron and muon pairs from data taken at \( \sqrt{s}=8 \) TeV with the ATLAS detector, JHEP 08 (2016) 159 [arXiv:1606.00689] [INSPIRE].
M. Lambertsen and W. Vogelsang, Drell-Yan lepton angular distributions in perturbative QCD, Phys. Rev. D 93 (2016) 114013 [arXiv:1605.02625] [INSPIRE].
P.J. Mulders and J. Rodrigues, Transverse momentum dependence in gluon distribution and fragmentation functions, Phys. Rev. D 63 (2001) 094021 [hep-ph/0009343] [INSPIRE].
C. Pisano, D. Boer, S.J. Brodsky, M.G.A. Buffing and P.J. Mulders, Linear polarization of gluons and photons in unpolarized collider experiments, JHEP 10 (2013) 024 [arXiv:1307.3417] [INSPIRE].
D. Boer, P.J. Mulders, J. Zhou and Y.-j. Zhou, Suppression of maximal linear gluon polarization in angular asymmetries, arXiv:1702.08195 [INSPIRE].
G.F. Sterman and S. Weinberg, Jets from quantum chromodynamics, Phys. Rev. Lett. 39 (1977) 1436 [INSPIRE].
P.M. Nadolsky, C. Balázs, E.L. Berger and C.P. Yuan, Gluon-gluon contributions to the production of continuum diphoton pairs at hadron colliders, Phys. Rev. D 76 (2007) 013008 [hep-ph/0702003] [INSPIRE].
S. Catani and M. Grazzini, QCD transverse-momentum resummation in gluon fusion processes, Nucl. Phys. B 845 (2011) 297 [arXiv:1011.3918] [INSPIRE].
S. Catani, M. Grazzini and A. Torre, Transverse-momentum resummation for heavy-quark hadroproduction, Nucl. Phys. B 890 (2014) 518 [arXiv:1408.4564] [INSPIRE].
M.G. Echevarria, T. Kasemets, P.J. Mulders and C. Pisano, QCD evolution of (un)polarized gluon TMDPDFs and the Higgs q T -distribution, JHEP 07 (2015) 158 [Erratum ibid. 05 (2017) 073] [arXiv:1502.05354] [INSPIRE].
J.C. Collins, D.E. Soper and G.F. Sterman, Factorization of hard processes in QCD, Adv. Ser. Direct. High Energy Phys. 5 (1989) 1 [hep-ph/0409313] [INSPIRE].
E. Mirkes, Angular decay distribution of leptons from W bosons at NLO in hadronic collisions, Nucl. Phys. B 387 (1992) 3 [INSPIRE].
M. Chaichian, M. Hayashi and K. Yamagishi, Angular Distributions of High Mass Dileptons With Finite Transverse Momentum in High-energy Hadronic Collisions, Phys. Rev. D 25 (1982) 130 [Erratum ibid. D 26 (1982) 2534] [INSPIRE].
K. Hagiwara, K.-I. Hikasa and N. Kai, Parity odd asymmetries in W jet events at hadron colliders, Phys. Rev. Lett. 52 (1984) 1076 [INSPIRE].
K. Hagiwara, T. Kuruma and Y. Yamada, Probing the one loop Zgg vertex at hadron colliders, Nucl. Phys. B 369 (1992) 171 [INSPIRE].
R. Boughezal, C. Focke, X. Liu and F. Petriello, W -boson production in association with a jet at next-to-next-to-leading order in perturbative QCD, Phys. Rev. Lett. 115 (2015) 062002 [arXiv:1504.02131] [INSPIRE].
R. Boughezal et al., Z-boson production in association with a jet at next-to-next-to-leading order in perturbative QCD, Phys. Rev. Lett. 116 (2016) 152001 [arXiv:1512.01291] [INSPIRE].
R. Boughezal, X. Liu and F. Petriello, W-boson plus jet differential distributions at NNLO in QCD, Phys. Rev. D 94 (2016) 113009 [arXiv:1602.06965] [INSPIRE].
A. Gehrmann-De Ridder, T. Gehrmann, E.W.N. Glover, A. Huss and T.A. Morgan, Precise QCD predictions for the production of a Z boson in association with a hadronic jet, Phys. Rev. Lett. 117 (2016) 022001 [arXiv:1507.02850] [INSPIRE].
A. Gehrmann-De Ridder, T. Gehrmann, E.W.N. Glover, A. Huss and T.A. Morgan, The NNLO QCD corrections to Z boson production at large transverse momentum, JHEP 07 (2016) 133 [arXiv:1605.04295] [INSPIRE].
A.D. Martin, W.J. Stirling, R.S. Thorne and G. Watt, Parton distributions for the LHC, Eur. Phys. J. C 63 (2009) 189 [arXiv:0901.0002] [INSPIRE].
S. Catani, L. Cieri, G. Ferrera, D. de Florian and M. Grazzini, Vector boson production at hadron colliders: a fully exclusive QCD calculation at NNLO, Phys. Rev. Lett. 103 (2009) 082001 [arXiv:0903.2120] [INSPIRE].
R. Bonciani, S. Catani, M. Grazzini, H. Sargsyan and A. Torre, The q T subtraction method for top quark production at hadron colliders, Eur. Phys. J. C 75 (2015) 581 [arXiv:1508.03585] [INSPIRE].
J.M. Campbell, R.K. Ellis and W.T. Giele, A multi-threaded version of MCFM, Eur. Phys. J. C 75 (2015) 246 [arXiv:1503.06182] [INSPIRE].
Y.L. Dokshitzer, D. Diakonov and S.I. Troian, On the transverse momentum distribution of massive lepton pairs, Phys. Lett. B 79 (1978) 269 [INSPIRE].
Y.L. Dokshitzer, D. Diakonov and S.I. Troian, Hard processes in quantum chromodynamics, Phys. Rep. 58 (1980) 269 [INSPIRE].
G. Parisi and R. Petronzio, Small transverse momentum distributions in hard processes, Nucl. Phys. B 154 (1979) 427 [INSPIRE].
G. Curci, M. Greco and Y. Srivastava, QCD jets from coherent states, Nucl. Phys. B 159 (1979) 451 [INSPIRE].
J. Kodaira and L. Trentadue, Summing soft emission in QCD, Phys. Lett. B 112 (1982) 66 [INSPIRE].
J. Kodaira and L. Trentadue, Soft gluon effects in perturbative quantum chromodynamics, SLAC-PUB-2934 (1982).
J. Kodaira and L. Trentadue, Single logarithm effects in electron-positron annihilation, Phys. Lett. B 123 (1983) 335 [INSPIRE].
J.C. Collins, D.E. Soper and G.F. Sterman, Transverse momentum distribution in Drell-Yan pair and W and Z boson production, Nucl. Phys. B 250 (1985) 199 [INSPIRE].
S. Catani, L. Cieri, D. de Florian, G. Ferrera and M. Grazzini, Universality of transverse-momentum resummation and hard factors at the NNLO, Nucl. Phys. B 881 (2014) 414 [arXiv:1311.1654] [INSPIRE].
S. Mantry and F. Petriello, Factorization and resummation of Higgs boson differential distributions in soft-collinear effective theory, Phys. Rev. D 81 (2010) 093007 [arXiv:0911.4135] [INSPIRE].
T. Becher and M. Neubert, Drell-Yan production at small q T , transverse parton distributions and the collinear anomaly, Eur. Phys. J. C 71 (2011) 1665 [arXiv:1007.4005] [INSPIRE].
J. Collins, Foundations of perturbative QCD, Cambridge University Press, Cambridge U.K. (2011).
M.G. Echevarria, A. Idilbi and I. Scimemi, Factorization theorem for Drell-Yan at low q T and transverse momentum distributions on-the-light-cone, JHEP 07 (2012) 002 [arXiv:1111.4996] [INSPIRE].
M.G. Echevarría, A. Idilbi and I. Scimemi, Soft and collinear factorization and transverse momentum dependent parton distribution functions, Phys. Lett. B 726 (2013) 795 [arXiv:1211.1947] [INSPIRE].
J.C. Collins and T.C. Rogers, Equality of two definitions for transverse momentum dependent parton distribution functions, Phys. Rev. D 87 (2013) 034018 [arXiv:1210.2100] [INSPIRE].
H.X. Zhu, C.S. Li, H.T. Li, D.Y. Shao and L.L. Yang, Transverse-momentum resummation for top-quark pairs at hadron colliders, Phys. Rev. Lett. 110 (2013) 082001 [arXiv:1208.5774] [INSPIRE].
H.T. Li, C.S. Li, D.Y. Shao, L.L. Yang and H.X. Zhu, Top quark pair production at small transverse momentum in hadronic collisions, Phys. Rev. D 88 (2013) 074004 [arXiv:1307.2464] [INSPIRE].
P. Sun, C.P. Yuan and F. Yuan, Soft gluon resummations in dijet azimuthal angular correlations in hadronic collisions, Phys. Rev. Lett. 113 (2014) 232001 [arXiv:1405.1105] [INSPIRE].
P. Sun, C.P. Yuan and F. Yuan, Transverse momentum resummation for dijet correlation in hadronic collisions, Phys. Rev. D 92 (2015) 094007 [arXiv:1506.06170] [INSPIRE].
J.C. Collins and D.E. Soper, Back-to-back jets: Fourier transform from B to K-transverse, Nucl. Phys. B 197 (1982) 446 [INSPIRE].
S. Catani, Y.L. Dokshitzer, M.H. Seymour and B.R. Webber, Longitudinally invariant K t clustering algorithms for hadron hadron collisions, Nucl. Phys. B 406 (1993) 187 [INSPIRE].
S.D. Ellis and D.E. Soper, Successive combination jet algorithm for hadron collisions, Phys. Rev. D 48 (1993) 3160 [hep-ph/9305266] [INSPIRE].
M. Cacciari, G.P. Salam and G. Soyez, The anti-k t jet clustering algorithm, JHEP 04 (2008) 063 [arXiv:0802.1189] [INSPIRE].
G. Bozzi, S. Catani, D. de Florian and M. Grazzini, Transverse-momentum resummation and the spectrum of the Higgs boson at the LHC, Nucl. Phys. B 737 (2006) 73 [hep-ph/0508068] [INSPIRE].
S. Catani, L. Trentadue, G. Turnock and B.R. Webber, Resummation of large logarithms in e + e − event shape distributions, Nucl. Phys. B 407 (1993) 3 [INSPIRE].
S. Catani, L. Cieri, D. de Florian, G. Ferrera and M. Grazzini, Diphoton production at hadron colliders: a fully-differential QCD calculation at NNLO, Phys. Rev. Lett. 108 (2012) 072001 [Erratum ibid. 117 (2016) 089901] [arXiv:1110.2375] [INSPIRE].
D. Boer and W. Vogelsang, Drell-Yan lepton angular distribution at small transverse momentum, Phys. Rev. D 74 (2006) 014004 [hep-ph/0604177] [INSPIRE].
S. Catani, D. de Florian, G. Ferrera and M. Grazzini, Vector boson production at hadron colliders: transverse-momentum resummation and leptonic decay, JHEP 12 (2015) 047 [arXiv:1507.06937] [INSPIRE].
D. de Florian, G. Ferrera, M. Grazzini and D. Tommasini, Higgs boson production at the LHC: transverse momentum resummation effects in the H → 2γ, H → W W → lνlν and H → ZZ → 4l decay modes, JHEP 06 (2012) 132 [arXiv:1203.6321] [INSPIRE].
H. Sargsyan, Transverse-momentum resummation for heavy-quark production at hadron colliders, talk at the International Conference ‘QCD@LHC’, August 22-26, Zurich, Switzerland (2016).
E.L. Berger, J.-W. Qiu and R.A. Rodriguez-Pedraza, Transverse momentum dependence of the angular distribution of the Drell-Yan process, Phys. Rev. D 76 (2007) 074006 [arXiv:0708.0578] [INSPIRE].