THEORY

РНФ № 22-22-00119

2022-2023гг.

Прецизионные вычисления сечений процессов одиночного и парного рождения тяжелых кваркониев при высоких энергиях

Руководитель: А.Липатов.
Исполнители - Прохоров, С.Баранов, Багдатова

Основной целью проекта является изучение процессов одиночного и парного рождения тяжелых кваркониев (чармониев и боттомониев) при высоких энергиях и выработка прецизионных теоретических предсказаний для сечений и иных наблюдаемых этих процессов с помощью неинтегрированных (зависящих от поперечных импульсов) функций распределения глюонов в протоне (в зарубежной литературе Transverse Momentum Dependent — TMD). Эти распределения в последнее время являются предметом интенсивных теоретических исследований и широко используются в феноменологическом описании многочисленных процессов взаимодействия элементарных частиц при энергиях современных коллайдеров, в том числе Большого Адронного Коллайдера — БАК, или LHC. С теоретической точки зрения концепция TMD тесно связана с доказательством так называемой kt-факторизации, которая является обобщением стандартной факторизации в рамках квантовой хромодинамики (КХД).

Продолжение

С феноменологической точки зрения, важность TMD-распределений определяется возможностью учета внемассовости амплитуд рассеяния и более точного учета кинематики процессов на партонном уровне по сравнению со стандартными (коллинеарными) функциями распределения партонов. Таким образом, TMD-распределения играют важную роль в изучении адронных наблюдаемых, которые чувствительны к деталям партонной динамики. Предполагаемое в рамках данного проекта развитие методов вычислений в следующем за ведущим приближении kt-факторизационного подхода представляется чрезвычайно важным для получения таких прецизионных предсказаний. Кроме того, в этих расчетах планируется применить предложенный недавно одним из авторов проекта новый механизм перехода октетных состояний в наблюдаемый кварконий (который позволил решить актуальную проблему деполяризации J/Psi и psi' мезонов в области средних и больших поперечных импульсов). Процессы парного рождения тяжелых кваркониев (таких, как J/psi+J/psi, J/psi + Upsilon и др.) только сравнительно недавно стали доступны для экспериментального анализа. На данный момент проблема теоретического описания сечений таких процессов в рамках нерелятивистской КХД остается нерешенной. Существующие расчеты демонстрируют значительное (более, чем на порядок) отличие от экспериментальных данных коллабораций ATLAS и CMS в центральной области по быстроте частиц. В рамках предлагаемого проекта впервые будут изучены фрагментационные вклады от глюонных эмиссий, возникающих в ходе эволюции глюонных распределений, подчиняющихся уравнению эволюции СCFM. Также будут рассмотрены вклады от двойного партонного рассеяния в сечения таких процессов. Ожидается, что будет достигнуто или (по крайней мере) значительно улучшено согласие с экспериментальными данными коллабораций ATLAS и CMS. Актуальность планируемых исследований определяется большим количеством экспериментальных данных, полученных на коллайдере LHC и других современных коллайдерах, которые требуют теоретического описания в рамках КХД. Предполагаемое решение фундаментальной проблемы самосогласованного описания как сечений рассматриваемых процессов, так и поляризационных наблюдаемых позволит получить более глубокое понимание структуры адронной материи, пространственного и импульсного распределения кварков и глюонов, их эволюционной динамики, в частности, в области малых значений доли продольного импульса х.