ИСТИНА

Основной целью исследований являлось детальное изучение различных жестких процессов КХД при энергиях коллайдеров Tevatron и LHC. Использовался kt-факторизационный подход КХД, основанный на уравнениях эволюции BFKL или CCFM в области малых значений бьеркенской переменной х. В рамках этого подхода производится ресуммирование ведущих логарифмических вкладов вида ln(1/х) и учет поперечного импульса начальных кварков и глюонов. Задачи исследований связаны с тематикой работ по плану Отдела теоретической физики высоких энергий НИИЯФ МГУ (тема 3.1 – "теоретические исследования фундаментальных взаимодействий элементарных частиц и развитие прикладных методов теории поля") и совместным проектом развития методов Монте-Карло для HERA и LHC в рамках коллаборации Москва-DESY.

1) Вычислены матричные элементы вне массовой поверхности (т. е. с учетом ненулевого поперечного импульса начальных кварков и глюонов) для ряда новых партонных подпроцессов. Проверена калибровочная инвариантность полученных выражений. 2) В рамках kt-факторизационного подхода КХД проведены теоретические расчеты полного и дифференциальных сечений адророждения J/psi-частиц (с учетом вкладов радиационных распадов от более тяжелых состояний chi_cJ и psi') в состояниях с различной поляризацией в протон-протонных столкновениях при энергии коллайдера LHC. Вычислена зависимость всех трех поляризационных параметров (lambda, mu и nu), определяющих спиновую матрицу плотности кваркониев от различных кинематических переменных. Показано, что предсказания kt-факторизационного подхода для этих параметров качественно отличаются от предсказаний других многочисленных моделей, в том числе и нерелятивистской КХД, основанной на коллинеарной факторизации КХД. Хорошее согласие результатов расчетов и экспериментальных данных было получено при совместном описании прямого рождения J/Ψ частиц и J/Ψ, возникающих от радиационных распадов более тяжелых состояний chi_c и psi'. Однако недавние экспериментальные исследования, проведенные коллаборацией ATLAS на коллайдере LHC показали, что значительный вклад в сечение рождения J/Ψ-мезонов дает именно механизм прямого рождения. Этот факт стимулировал дальнейшие теоретические исследования процессов рождения тяжелых кваркониев в рамках kt-факторизационного подхода, особенно в свете определения роли механизмов однократного и двукратного партонного рассеяния, которые проводятся в настоящее время. 3) Проведены расчеты полных и дифференциальных сечений процессов ассоциативного рождения прямых фотонов и тяжелых (c и b) кварков, а также парного рождения прямых фотонов и рождения лептонных пар Дрелла-Яна в адронных столкновениях высоких энергий. Впервые в рамках kt-факторизационного подхода был учтен вклад петлевой поправки фотон-глюонного рассеяния в сечение инклюзивного и ассоциативного рождения прямых фотонов и струй на коллайдере HERA, величина которого оказалась существенной (порядка 15%). Проведено сравнение полученных предсказаний kt-факторизационного подхода КХД с экспериментальными данными коллабораций, и достигнуто хорошее количественное согласие теоретических расчетов с экспериментом. Показано, что рассчитанные полные и дифференциальные сечения находятся в лучшем согласии с экспериментальными данными, чем предсказания, полученные в рамках обычной (коллинеарной) факторизации КХД (в NLO-приближении). Достигнутое хорошее количественное описание экспериментальных данных в широкой области энергий для этих процессов демонстрирует значительную предсказательную силу используемого подхода и тем самым решает фундаментальную проблему самосогласованного описания сечений рассматриваемых процессов в рамках КХД. Результаты расчетов были использованы коллаборациями ZEUS, D0 и CDF при анализе последних экспериментальных данных. 4) Предложена новая параметризация неинтегрированной функции распределения глюонов в протоне с учетом эффектов насыщения глюонной плотности, параметры которой были найдены исходя из условия наилучшего описания данных LHC, полученных для спектров инклюзивного рождения адронов в протон-протонных взаимодействиях. Показано, что такой вид функции распределения глюонов не противоречит последним экспериментальным данным, полученным на коллайдере HERA для структурных функций протона. Тем самым установлена связь между мягкими процессами, исследуемыми на LHC, и физикой малых х, изучаемой на коллайдере HERA. Полученные результаты были доложены на международных конференциях в 2012 — 2013 годах (DIS'2012, XXI Baldin ISHEPP, HQ 2013 и др.) и опубликованы в ведущих научных журналах.