はじめに
尾高 茂
KEK
2005.1.7 - 8
アトラス日本 QCD 勉強会
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Lepton collision に比べて hadron collision は
非常に複雑
2005.1.7 - 8
アトラス日本 QCD 勉強会
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ある実験屋の苦悩 (1)
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登場人物
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彼が LHC データ解析のために event generator を動かそうとした
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長年 e+e- collider の実験をしてきた実験屋
一応、radiative correction について勉強したことがある
"Renormalization Equation" や "MS-bar scheme" などという言葉は聞いたことがあるが実際に計算
したことはない
Electron と違って proton は composite なので hadron collision 用 event generator を動かすには、
PDF (Parton Distribution Function) を使わなければならない
PDF には CTEQ や MRST と呼ばれるものや、ZEUS や H1 独自のものなどがある。これらの違い
は使用している実験データや fit 方法の違いのようだ
しかし、同じ CTEQ6 でも CTEQ6L, CTEQ6M, CTEQ6D などといくつかの PDF がある。"L" は LL
(LO)、"M" は MS-bar scheme の NLL (NLO)、"D" は DIS scheme の NLL (NLO) ということらしい
これは "M" の方が "L" よりも精度が良いということなのだろうか?
tree (LO) の matrix element を使うときはどれを選んだら良いのだろう?
PDF を選んだら "energy scale" を指定しなければならない。
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2005.1.7 - 8
"energy scale" には "renormalization scale" と "factorization scale" の二つがあるらしい。
しかし、両者を区別していない event generator もある。
manual などを読むと、どちらも反応の "typical energy scale" とある。
Tevatron などの論文を読むと両者を同じ値にして "scale dependence" を評価している。
これらは同じ値にすべきなのか?それとも別々に採っても良い (採るべき) ものなのか?
そもそも、"typical energy scale" とは?
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ある実験屋の苦悩 (2)
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どうやら resonance production ではその mass、gluon などの t-channel exchange が
dominant な反応では sqrt(|t|) や pT を "typical energy scale" とすれば良いらしい
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論文にはその 1/2 から 2 倍くらいまで値を変化させて "scale dependence" を評価していることが多
い
何処にとっても良いということなのか?
結果を見てみると、反応によってはこの範囲で倍以上も cross section が違うことがある
これで理論の「予言」と言えるのか?
W + jets などの複雑な反応の場合には、"typical energy scale" の決め方自体にも不定性があるよ
うだ
何を信用したら良いのか?
e+e- のときはこんな不定性は無かった。何が違うのか?
ちょっと event generator を動かしたいだけなのに、何でこんなに悩まなければならないの
か?
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まだ良く判らないことも多い
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現在の hadron collider 物理の謎
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B production
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Lepton tag で測定した cross section が理論計算と全く合わない
Fragmentation function に問題?
Direct photon
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昔から gluon PDF の良い測定と言われているが、PDF fit には入っていない
Cross section が (N)NLO 計算と合わない; i.e., 他の process の測定と inconsistent
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W + jets
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発端は as 測定を目論んだ解析
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ところが、energy scale の採り方や、jet 定義への依存性の方が大きい
一般的な jet の取り扱い方の問題に発展
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Low pt (< 10 GeV) で不一致が顕著
実験の難しさもあるが、最近の高精度の測定でもずれは消えない
大きな "intrinsic" pt ?
Double-count 問題、CKKW、、、
Underlying event
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Hard process に付随して等方的な activity が出てくる
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Tevatron データで tuning が行われているが、LHC でどうなるかは判らない
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2005.1.7 - 8
まともな理論は無い。モデルのみ
モデルに依って倍以上の違い (low-pt particle の数)
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実験屋の立場
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Hadron collision には未だ良く判らないことが多い
– これらの問題の多くは QCD の取り扱い方に関係している
– 議論に参加するためには QCD の知識が必要
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実験屋はこの様な問題に対する議論を避ける風潮がある
– 面倒な議論は理論屋と MC 専門家に任せておけば良い
– 実験屋は言われた通りに解析すれば良い
– MC event は専門家が作ってくれたものを使う
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これで良いのか?
– 生のデータに触れられるのは実験屋だけ
– 重大な見落としが出てくる可能性があるのでは?
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この勉強会の趣旨
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QCD study を目的としたものではない
– QCD には実験的に測定すべき parameter は as しかない
– その測定可能性も議論したいが、、、
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では、何が目的?
– Hadron collider (LHC) での物理現象の理解
• Lepton collider との違い
• 何が判っていて、何が判らないのか
– 必要な tool (event generator など) の理解
• Simulation の仕組み
• 理論的背景
• 適用限界
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その為には QCD の基礎的な知識が必要
– 面倒な計算が出来る必要は無い
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「物理」は理論と実験の相互作用で進歩
– 相互に言語と思考形態の理解が必要
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謎解きを楽しもう
実験が始まったらもっと謎だらけ、、、かも
半分、期待
正しい知識は無駄にならないはず
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