مقاله تصحیح قضیه جداسازی در حضور جرم هادرون

بخشی از مقاله

چکیده

در تئوري QCD ، قضیه جداسازي رکن اساسی محاسبات مربوط به سطح مقطع پراکندگی هادرونی را تشکیل میدهد. در محاسبات معمول نکتهاي که کمتر به آن پرداخته شده است تاثیر جرم هادرون روي اندازه سطح مقطع پراکندگی است. در این مقاله با تمرکز روي اثرات جرمی هادرونهاي برهم کنش کننده روي تابع توزیع انرژي هادرون خروجی به تصحیح فرمول جداسازي در QCD خواهیم پرداخت. در انتها با ذکر یک مثال نشان خواهیم داد چگونه این اثرات جرمی، نتایج قبلی را بهبود خواهند بخشید.

مقدمه

در نظریه QCD در حال حاضر ما قادر به توصیف رژیم غیر اختلالی فرایندهاي برخورد، از جمله توصیف گذار پارتون به هادرون، نیستیم لذا جهت استفاده از QCD در برهم کنشهاي هادرونی به یک روش کلی جهت جداسازي بخش اختلالی و غیراختلالی فرایند هادرونی نیاز داریم. این عمل در QCD بوسیله قضیه موسوم به جداسازي1 امکانپذیر است. که در آن fi / h  تابع توزیع پارتون، dˆig  تابع ضریب ویلسون2 براي پارتونهاي بدون جرم و DgH  بیانگر تابع ترکش غیر اختلالی3 است که حاوي اطلاعاتی در مورد احتمال تولید هادرون H از پارتون g میباشد - این تابع در بخشهاي بعد توضیح داده می شود. - . رابطه فوق براي هادرونها و پارتونهاي بدون جرم برقرار است. براي تصحیح این رابطه هنگامی که هادرونها و پارتونها جرمدار درنظر گرفته میشوند باید متغیرهاي این رابطه به گونهاي بازتعریف گردند که اثرات جرمی در رابطه اعمال گردد. دو روش براي این کار پیشنهاد میشود.

در روش اول با استفاده از مختصات مخروط نوري4 متغیرهاي مناسبی که دربرگیرنده اثرات جرمی پارتونها و هادرونها هستند را تعریف کرده آنگاه با توجه به مفهوم قضیه جداسازي، رابطه را اصلاح میکنیم. در روش دوم - که در این مقاله به آن خواهیم پرداخت - به کمک رابطه بین فضاي فاز پارتون و هادرون نهایی در حضور جرم ذرات، رابطه جداسازي را تصحیح میکنیم. در این کار ما توجه خود را معطوف به فرایند تولید هادرون از تخریب پارتون اولیه میکنیم. سایر برهمکنشهاي تخریب یا پراکندگی از این الگو تبعیت میکنند.

تابع ترکش غیر اختلالی شامل دو بخش اختلالی و غیر اختلالی میباشد. بخش اختلالی آن که تولید زوج کوارك- آنتی کوارك از نابودي الکترون- پوزیترون را شامل میشود به طور تحلیلی در نظریه پارتون قابل محاسبه است و نتایج آن تا مرتبه دوم در ثابت جفت شدگی قوي - - S2 به دقت محاسبه شده است. اما بخش دوم فرایند که شامل تولید هادرون از ترکیب زوجهاي کوارك- آنتی کوارك میباشد بخش غیر اختلالی فرایند نامیده میشود و در حال حاضر بطور تحلیلی در QCD قابل محاسبه نیست.