QCD计算中的Parton分布函数：LO，NLO，NNLO不确定性分析

"这篇报告详细介绍了质子的Parton分布函数（PDFs）在领先阶（LO）、次领先阶（NLO）和次次领先阶（NNLO）量子色动力学（QCD）计算中的应用。HERAFitter程序被用来通过HERA实验的数据来确定这些PDFs，并且在不同阶的PDF集合之间保留了相关的不确定性。该研究还探讨了当在QCD计算中使用不同阶的PDF时，横截面比率及其不确定性的变化，特别关注了在大型强子对撞机（LHC）上WW和Z玻色子生成横截面比率的情况。通过考虑PDF集合之间的相关性，整体理论不确定性得以降低。" 在高能物理中，Parton分布函数是描述质子内部结构的关键工具，它们表示在高能量碰撞中质子内携带特定部分能量或动量的夸克和胶子的概率分布。这些PDFs对于理解和预测粒子对撞机实验的结果至关重要，因为它们决定了粒子碰撞的可能性和方式。 领先阶（LO）QCD计算是最简单的，只考虑基本的夸克-反夸克和胶子交换过程。然而，这种计算往往忽视了一些重要的修正项，使得结果的不确定性较大。次领先阶（NLO）计算包括了更复杂的辐射过程和虚拟修正，提高了精度。而次次领先阶（NNLO）进一步包括了更高阶的辐射和虚拟效应，提供了更高的精度但计算更为复杂。 HERAFitter项目是一个专门的工具，它使用HERA实验（欧洲核子研究中心的电子-质子对撞机）的数据来提取PDFs，这些数据来自于高能量的电子与质子碰撞。通过这种方法，可以得到更精确的PDF估计，并且考虑到不同阶计算间的不确定性关联，这对于理解理论预测的系统误差至关重要。 在报告中提到的LHC WW与Z玻色子生产横截面比率的研究，是检验标准模型和探索新物理的重要手段。W和Z玻色子作为弱相互作用的媒介粒子，其生产率受到PDFs的直接影响。通过比较不同阶的PDF集合，可以更好地量化理论预测的不确定性，并可能揭示任何潜在的新物理效应。 这份报告提供了对PDFs在不同QCD阶计算中作用的深入理解，并强调了相关不确定性分析的重要性，这对于提高粒子物理实验的理论预测精度，减少系统误差，以及在LHC等设施上寻找超出标准模型的新现象具有重要意义。