嵌套软共线性减法：NNLO QCD下gg与$$q\bar{q}$$衰减的解析分析

本文主要探讨了嵌套软共线性减法（Nested Soft Collinear Subtraction, NSCS）在量子色动力学（Quantum Chromodynamics, QCD）的下一个到下一个领域能级（Next-to-Next-to-Leading Order, NNLO）中的应用，特别是在单重态衰变为$$ gg $$和$$ q \bar{q} $$（即光子$$ V \rightarrow q \bar{q}' $$衰变，其中$$ V $$代表$$ Z, W $$或$$ H $$玻色子，而$$ H \rightarrow b \bar{b} $$和$$ H \rightarrow gg $$是具体示例）最终状态的情况。这项工作发表于《欧洲物理杂志C》（Eur. Phys. J. C）2019年79卷1013篇，doi:10.1140/epjc/s10052-019-7505-x，是一篇开放获取的研究文章。 嵌套软共线性减法是一种在高能物理中的计算技术，它有助于简化复杂的QCD多粒子相互作用过程中高阶修正的计算。传统的软共线性减法方法用于处理辐射的软和/或近似共线行为，但在NNLO下，这些效应更加复杂，需要更为精细的处理。NSCS通过构造一套递归的减法规则，将复杂的辐射组合分解为更易于管理的局部贡献，使得理论预测的精度得到显著提高。 作者团队，由Fabrizio Caola、Kirill Melnikov和Raoul Röntsch组成，分别来自英国牛津大学的理论物理中心、Wadham学院以及德国卡尔斯鲁厄理工学院和瑞士日内瓦的欧洲核子研究中心，他们提出了一个紧凑的解析公式，这些公式不仅适用于$$ V \rightarrow q \bar{q}' $$ 类型的衰变过程，而且对于理解嵌套软共线性减法下的$$ H $$玻色子衰变为$$ b \bar{b} $$和$$ gg $$的机制具有重要意义。这一成果为计算粒子对撞机上任意过程的NNLO QCD校正提供了一个关键的基石，因为这些校正是实验数据与标准模型理论预测之间进行精确比较的基础。 通过这些解析结果，理论学家能够更有效地处理复杂的QCD效应，从而提高对粒子物理学标准模型的精确验证，并可能为新物理信号的探测提供更准确的背景估计。因此，这项研究对于粒子物理的未来发展具有实际的推动作用。