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高能物理 - 现象学

arXiv:2006.16279 (hep-ph)
[提交于 2020年6月29日 (v1) ,最后修订 2021年1月3日 (此版本, v2)]

标题: 正向夸克二 jets 生产中改进的TMD和CGC框架的比较

标题: Comparison of improved TMD and CGC frameworks in forward quark dijet production

Authors:Hirotsugu Fujii, Cyrille Marquet, Kazuhiro Watanabe
摘要: 为了研究高能稀疏-密集碰撞中前向双喷子产生中的小-$x$胶子饱和问题,最近提出了改进的TMD(ITMD)因子化公式。 在彩色玻璃凝聚体(CGC)框架下,它代表了硬尺度反幂次展开的主项。 它包含了适用于小胶子横向动量$k_t$的主扭TMD因子化公式,但也结合了动力学扭的全阶重求和,从而在大$k_t$时正确匹配到高能因子化。 本文中,我们定量评估了ITMD公式在LHC能量下高能质子-质子($p+p$)和质子-核($p+A$)碰撞中夸克双喷子产生的准确性。 我们通过比较夸克-反夸克方位角分布$\Delta\phi$与用CGC公式得到的结果来进行这一评估。 对于每个夸克动量 $p_t$ 远大于靶子饱和标度 $Q_s$ 的二喷流,ITMD公式在宽范围的方位角角度下是对CGC公式的良好近似。正如预期的那样,当喷流动量 $p_t$ 被降低时,它变得不够准确,因为在CGC框架中存在真正的高扭结贡献,这些贡献代表了ITMD公式中缺失的多体散射效应。 我们发现,当硬喷流动量被降低时,ITMD公式的准确性首先在高能因子化区域的小角度处开始恶化,而在接近 $\Delta\phi=\pi$ 的TMD区域附近,需要非常低的 $p_t$ 值才能观察到CGC公式和ITMD公式之间的差异。 此外,与$p+p$碰撞相比,对于$p+A$碰撞中更大的$p_t$值,真实的 twist 校正对 ITMD 变得明显,这表明它们被靶标饱和尺度增强了。
摘要: For studying small-$x$ gluon saturation in forward dijet production in high-energy dilute-dense collisions, the improved TMD (ITMD) factorization formula was recently proposed. In the Color Glass Condensate (CGC) framework, it represents the leading term of an expansion in inverse powers of the hard scale. It contains the leading-twist TMD factorization formula relevant for small gluon's transverse momentum $k_t$, but also incorporates an all-order resummation of kinematical twists, resulting in a proper matching to high-energy factorization at large $k_t$. In this paper, we evaluate the accuracy of the ITMD formula quantitatively, for the case of quark dijet production in high-energy proton-proton($p+p$) and proton-nucleus ($p+A$) collisions at LHC energies. We do so by comparing the quark-antiquark azimuthal angle $\Delta\phi$ distribution to that obtained with the CGC formula. For a dijet with each quark momentum $p_t$ much larger than the target saturation scale, $Q_s$, the ITMD formula is a good approximation to the CGC formula in a wide range of azimuthal angle. It becomes less accurate as the jet $p_t$'s are lowered, as expected, due to the presence of genuine higher-twists contributions in the CGC framework, which represent multi-body scattering effects absent in the ITMD formula. We find that, as the hard jet momenta are lowered, the accuracy of ITMD start by deteriorating at small angles, in the high-energy-factorization regime, while in the TMD regime near $\Delta\phi=\pi$, very low values of $p_t$ are needed to see differences between the CGC and the ITMD formula. In addition, the genuine twists corrections to ITMD become visible for higher values of $p_t$ in $p+A$ collisions, compared to $p+p$ collisions, signaling that they are enhanced by the target saturation scale.
评论: 30页,13幅图。v2:被JHEP接受发表的版本
主题: 高能物理 - 现象学 (hep-ph) ; 核理论 (nucl-th)
引用方式: arXiv:2006.16279 [hep-ph]
  (或者 arXiv:2006.16279v2 [hep-ph] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2006.16279
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI
期刊参考: JLAB-THY-20-3218
相关 DOI: https://doi.org/10.1007/JHEP12%282020%29181
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来自: Kazuhiro Watanabe [查看电子邮件]
[v1] 星期一, 2020 年 6 月 29 日 18:02:17 UTC (1,330 KB)
[v2] 星期日, 2021 年 1 月 3 日 16:34:25 UTC (1,331 KB)
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