阈值恢复的Parton分布:改善QCD计算与NNPDF3.0数据的兼容性

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本文主要探讨了具有阈值恢复的Parton分布函数(PDFs)在量子色动力学(QCD)计算中的应用。Parton分布是描述强子内部基本粒子(如夸克和胶子)的概率密度,它们在高能物理实验中起着关键作用,尤其是在理解和预测深度非弹性散射、Drell-Yan过程以及顶夸克对生产等现象中的硬散射截面。 研究者构建了一组新的PDF集合,该集合在传统的Next-to-Leading Order (NLO) 和 Next-to-Next-to-Leading Order (NNLO) 固定阶数计算基础上,增加了软胶子(阈值)效应的Next-to-Next-to-Leading Logarithmic (NNLL) 和 Next-to-Leading Logarithmic (NLL) 求和。这样的改进旨在提供更精确的近似,特别是在接近物理过程的阈值区域,即粒子对的能量接近产生新粒子对所需的最小能量时,这种效应尤为显著。 通过与具有阈值的QCD计算相结合,这些PDFs能够修正固定阶次计算中因阈值效应引起的增强,并在一定程度上使恢复的强子横截面更接近实际的物理结果。然而,作者强调了在进行恢复计算时,必须始终使用具有阈值恢复的PDFs,以确保一致性。这意味着在理论预测中,不仅矩阵元素需要阈值恢复,连输入的PDF也应该适应这一处理方式,以获得更准确的预测误差范围。 论文JHEP09(2015)191由Springer出版,于2015年9月发布,涵盖了来自深度非弹性散射、Drell-Yan过程和顶夸克对生产数据的NNPDF3.0分析基础。这是一项重要的成果,因为它提供了对阈值效应在PDFs和强相互作用计算中的理解,有助于提高未来在高能物理实验中对标准模型和新物理搜索的精度。 本文的核心内容包括阈值恢复技术的应用、其对PDFs的影响,以及如何通过这种方法改善强子横截面的理论预测。这对于理解粒子物理实验中的细节和误差来源具有重要意义,同时也为未来的理论发展和实验设计提供了宝贵的知识基础。