LHC质子-质子碰撞中光子产生揭示未积分胶子分布

"这篇研究论文详细探讨了在大型强子对撞机(LHC)上的质子-质子(p + p)碰撞中包容性光子产生的过程。研究者计算了前导阶(LO)qg→qγ和次前导阶(NLO)gg→qqγ的贡献，这些通道在光子横向动量kγ⊥的LO和NLO层次起关键作用，尤其关注x≤0.01的质子动量分数区域。计算是在有色玻璃凝结有效场理论(CGC EFT)的稀疏-密集框架下进行的，该理论对于理解小x区域的物理现象非常有用。结果表明，NLO贡献在小x处占据主导地位，因为它与k⊥非积分胶子分布紧密相关。 在小kγ⊥值时，光子横截面的最大修改可达10%，这揭示了k⊥因子分解的违反。这种修饰是由相干效应引起的，它在核环境中得到加强，因此可以通过质子-核碰撞中的包容性光子测量来探测。论文提供了在kγ⊥≤20 GeV范围内的孤立包容性光子截面的数值结果，这些结果可供LHC进行进一步实验验证。 文章发表在《Physics Letters B》期刊791期，篇幅从11页到16页，由Sanjin Beni´c等人撰写，涵盖了从理论物理研究所京都大学、东京大学物理系、海德堡大学理论物理研究所和布鲁克海文国家实验室等多个研究机构的贡献。文章经过多次修订，最终在2019年2月8日被接受，并于2月12日在线发布。编辑是J.-P. Blaizot。" 这篇研究的核心知识点包括： 1. 包容性光子产生：在质子-质子碰撞中，光子的产生是一个关键的物理过程，用于研究高能粒子相互作用的基础性质。 2. 前导阶和次前导阶计算：LO和NLO计算是量子色动力学(QCD)中的基本工具，用于理解和预测粒子碰撞中的物理现象。 3. 有色玻璃凝结有效场理论(CGC EFT)：在小x区域，CGC EFT提供了一个强大的理论框架，用于描述高密度QCD环境中的强相互作用。 4. 胶子分布：在非积分胶子分布中，NLO贡献对小x值的敏感性揭示了胶子在碰撞中的重要角色。 5. 违反k⊥因子分解：这是胶子分布和光子产生过程中的一个重要特征，意味着标准的简单因子化假设不再适用。 6. 相干效应：这种效应导致了光子横截面的修改，并且在核碰撞中可以被观测到，有助于深入理解强相互作用。 7. 实验验证：论文提供的数值结果为LHC的未来实验提供了预测，以检验理论的准确性。 这些知识点对理解高能粒子物理，特别是LHC实验中的现象以及改进QCD理论模型有重要意义。