npsm 새물리 New Physics : Sae Mulli

pISSN 0374-4914 eISSN 2289-0041
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Review Paper

New Physics: Sae Mulli 2015; 65: 621-632

Published online July 31, 2015 https://doi.org/10.3938/NPSM.65.621

Copyright © New Physics: Sae Mulli.

Quantum Chromodynamics Factorization Theorem in Limit of the Large $x$

Chul KIM*

School of Liberal Arts, Seoul National University of Science and Technology, Seoul 139-743, Korea

Correspondence to:chul@seoultech.ac.kr

Received: June 30, 2015; Revised: July 15, 2015; Accepted: July 15, 2015

This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

Abstract

The quantum chromodynamics (QCD) factorizatin theorem is considered for high-energy scattering in the limit of large $x$, with the main focus being deep inelastic scattering (DIS). Using the extensible parton distribution function (PDF) for large $x$, we derive the QCD factorization theorem for DIS. The PDF in the limited $x \to 1$ consists of collinear and soft interactions, which are not factrorizable further because subleading spectator soft-collinear interactions are indispensable. This fact also indicates that the PDF at large $x$ should be suppressed by some powers of $(1-x)$. With the extensible PDF, we considered the factorization theorem for the Drell-Yan process in the limit of large $x$, which might break down because of the nonfactorizable soft interactions.

Keywords: QCD factorization, Large $x$, Perturbative calculation, Effective field theory

큰 $x$ 한계에서의 고에너지 산란 과정에 대한 QCD factorization theorem을 심층 비탄성 충돌 (deep inelastic scattering, DIS)에 주로 초점을 맞춰 살펴보았다. 큰 $x~$까지 확장이 가능한 파톤 분포 함수를 사용하여 심층 비탄성 충돌에 대해 QCD factorization theorem을 유도하였다. $x\to 1$인 한계에서의 파톤 분포 함수는 collinear 및 soft 상호 작용으로 구성되어 있는데, 방관자 (spetator) 입자의 제한된(약한) soft-collienar 상호 작용으로 인해 이들 상호 작용은 운동 조건에 따라 더 이상 분리되지 않는다. 이러한 방관자 상호 작용의 존재는 또한 큰 $x$ 한계에서의 파톤 분포 함수가 $(1-x)$의 고차항으로 감소되어 주어진다는 사실을 보여준다. 확장 가능한 파톤 분포 함수를 이용해 드렐-얀 (Drell-Yan) 과정의 큰 $x$ 한계에서의 factorization theorem 역시 고찰해 보았는데, 이 경우 더 이상 분리되지 않는 soft 상호 작용의 존재는 일관된 factorization의 기술이 불가능할 수도 있음을 보여준다.

Keywords: QCD factorization, large $x$, 섭동 계산, 유효장 이론

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