LHC下的希格斯玻色子+两喷流过程中的软胶子重整化：次对数级精度提升

本文主要探讨了在大型强子对撞机（LHC）中希格斯玻色子（Higgs boson）与两个喷射物（jets）共同产生的过程中，软胶子（soft gluons）恢复效应的重要性。研究采用了横向动量相关的因子化形式主义（transverse momentum dependent factorization formalism），这是一种在量子色动力学（Quantum Chromodynamics, QCD）中处理高能粒子碰撞时的关键技术。在Higgs boson和两个喷射物组成的最终状态系统中，由于它们的总横向动量相对较小，会引发大量的次对数阶（subleading logarithmic）大对数（large logarithms），这些对数在强相互作用耦合（strong interaction coupling）的扩展中起着关键作用。 作者通过对这些大对数进行软胶子恢复（soft gluon resummation），确保了理论预测的精度得到显著提升。这种方法允许研究人员更准确地计算出在高能碰撞下的物理现象，特别是在涉及到希格斯玻色子与其他基本粒子的相互作用时，如其与矢量玻色子（vector bosons）的耦合。通过将计算结果与蒙特卡洛事件发生器Pythia8的模拟进行对比，研究发现，在应用类似的运动学切线（kinematic cuts）时，Higgs boson与两个喷嘴系统的总横向动量分布以及它们之间的方位角相关性存在明显差异。 这种差异对于LHC的实际数据分析具有重要意义，尤其是在高发光度运行阶段，因为这可能会影响希格斯玻色子性质的精确测量，包括其自旋、CP守恒以及与标准模型的其他预测的符合程度。因此，对软胶子恢复效应的深入理解不仅提升了理论预测的可靠性，也为实验物理学家提供了更为精细的信号处理工具，以便从海量数据中提取出希格斯玻色子的重要信息。这项工作对于理解基本粒子物理学的基本原理以及验证希格斯机制的预言有着深远的影响。