Repository logo

Browsing by Author "Gluza, Janusz"

  • Thumbnail Image
    Item
    High-energy factorization, TMD, off-shell amplitudes and nuclear effects
    (Institute of Nuclear Physics Polish Academy of Sciences, 2022) Blanco, Etienne; Kutak, Krzysztof; Kotko, Piotr; Gluza, Janusz; Rybczyński, Maciej; Wagner, Jakub
    W niniejszej rozprawie badamy faktoryzację procesów hadronowych w wysokoener-getycznych zderzeniach hadronów, ze szczególnym uwzględnieniem pędu poprzecznego. Praca jest podzielona na trzy etapy : badanie nTMDs, przedstawienie metody otrzymywania amplitud poza powłaką masy amplitud niezmienniczych ze względu na cechowanie oraz badanie ewolucji dżetów w QGP, zgodnie z równaniami BDIM. W pierwszej części otrzymano rozkłady nTMD metodą PB. Był to pierwszy zestaw rozkładów partonowych (Pb) TMD uzyskany tą metodą. Ten rozkład partonów został użyty z generatorem MC KaTie w celu opisu danych CMS na produkcję bozonów Z Drell-Yann (gdzie zachodzi faktoryzacja k_T). Działało to zaskakująco dobrze, biorąc pod uwagę, że elementy macierzowe poza powłoką masy były obliczane tylko na poziomie drzewiastym. Była to również okazja do oszacowania efektów jądrowych i różnych wzorów faktoryzacji (faktoryzacja wysokoenergetyczna, hybrydowa, kolinearna). Technika obliczeń elementów macierzowych poza powłaką masy jest tematem kolejnego rozdziału. Metoda partonów pomocniczych opiera się na wprowadzeniu rozważanego procesu poza powłoką masy w większym procesie na powłoce masy, aby zagwarantować niezmienność cechowania i skorzystać z szerokiwj wiedzy o amplitudach na powłoce masy. Pierwotnie ta metoda została opracowana do obliczeń na poziomie drzewiastym. W przedstawionej pracy jeden z pierwszych kroków w celu uogólnienia metody partonów pomocniczych na poziomie pętli został wykonany przez obliczenie amplitudy jedno pętlowej dla jednego gluonu poza powłoką masy i dowolnej liczby gluonów o dodatniej skrętności. Analizowano również możliwość zastosowania tej metody do otrzymania innych amplitud jednopętlowych. Ostatni temat dotyczy ewolucji funkcji fragmentacji dżetu (opisujących rozkład energii i pędu poprzecznego jego składowej) w gęstym ośrodku, z wykorzystaniem równania BDIM. Równania te opisują utratę energii dżetu przez oddziaływanie dżetu z plazmą oraz rozszczepienie wywołane przez ośrodek, biorąc pod uwagę tylko gluony oraz zakładając że plazma jest statyczna. W pierwszym kroku opracowaliśmy kilka metod rozwiązywania równania BDIM, zanim rozważyliśmy pęd poprzeczny w funkacjach rozszczepień. Na etapie końcowym uogólniliśmy równanie BDIM, aby uwzględnić wkład kwarków do ewolucji. Niniejsza praca opiera się na następujących publikacjach : E. Blanco, A. van Hameren, H. Jung, A. Kusina, and K. Kutak, “Z boson production in proton-lead collisions at the LHC accounting for transverse momenta of initial partons,” Phys. Rev. D, vol. 100, no. 5, p. 054 023, 2019. doi: 10.1103/PhysRevD.100.054023. arXiv: 1905.07331 [hep-ph] E. Blanco, A. van Hameren, P. Kotko, and K. Kutak, “All-plus helicity off-shell gauge invariant multigluon amplitudes at one loop,” JHEP, vol. 12, p. 158, 2020. doi: 10.1007/JHEP12(2020)158. arXiv: 2008.07916 [hep-ph] E. Blanco, K. Kutak, W. Placzek, M. Rohrmoser, and R. Straka, “Medium induced QCD cascades: broadening and rescattering during branching,” JHEP, vol. 04, p. 014, 2021. doi: 10.1007/JHEP04(2021)014. arXiv: 2009.03876 [hep-ph] E. Blanco, K. Kutak, W. Placzek, M. Rohrmoser, and K. Tywoniuk, “System of evolution equations for quark and gluon jet quenching with broadening,” Eur. Phys. J. C, vol. 82, no. 4, p. 355, 2022. doi: 10.1140/epjc/s10052-022-10311-2. arXiv:2109.05918 [hep-ph]. Bardziej ogólne tematy w tej pracy oparte są na następujących podręcznikach : F. Halzen and A. D. Martin, Quarks and Leptons: An Introductory Course in Modern Particle Physics. 1984, isbn: 978-0-471-88741-6 Y. V. Kovchegov and E. Levin, Quantum chromodynamics at high energy. Cambridge University Press, Aug. 2012, vol. 33, isbn: 978-0-521-11257-4. doi: 10 . 1017/CBO9781139022187 H. Nastase, Classical Field Theory. Cambridge University Press, Mar. 2019, isbn: 978-1-108-47701-7 M. D. Schwartz, Quantum Field Theory and the Standard Model. Cambridge University Press, Mar. 2014, isbn: 978-1-107-03473-0 Ponadto bardzo przydatne okazały się następujące tezy : M. Bury, “Phenomenology of transverse-momentum dependent factorizations in hadronic collisions,” Ph.D. dissertation, IFJ-PAN, 2020 F. Van der Veken, “Wilson lines : applications in QCD,” Ph.D. dissertation, Antwerp U., 2014 A. Lelek, “Determination of TMD parton densities from HERA data and appli- cation to pp processes,” Ph.D. dissertation, Hamburg U., Hamburg, 2018. doi: 10.3204/PUBDB-2018-02949 V. Vila Perez, “Jet quenching and heavy ion collisions,” Ph.D. dissertation, Santiago de Compostela U., 2020 M. De Angelis, “QCD Evolution At Amplitude Level,” Ph.D. dissertation, The University of Manchester, 2021.
  • Thumbnail Image
    Item
    QED final state bremsstrahlung of light fermion pair in Photos Monte Carlo: variants of approximated QED matrix elements and non QED extensions
    (Institute of Nuclear Physics Polish Academy of Sciences, 2020) Antropov, Sergii; Wąs, Zbigniew; Siódmok, Andrzej; Gluza, Janusz; Płaczek, Wiesław
    Rozprawa doktorska koncentruje się na opisie rozpadów bozonów pośredniczących, takich jak bozony W i Z z dodatkową emisją pary leptonów w stanie końcowym. Pomimo, iż ten proces stanowi małą poprawkę do obliczeń na poziomie Borna to jest on ważny dla precyzyjnych pomiarów w LHC. W rozprawie został szczegółowo przedstawiony opis algorytmu generatora PHOTOS oraz krótkie opisy algorytmów programów KORALW, SANC oraz TAUOLA. Programy te mogą być stosowane do uzyskania przewidywań dla wspomnianych wyżej procesów. W rozprawie przedstawiono wyniki dla szeregu obserwabli, które są ważne dla badań prowadzonych w eksperymentach LHC i Belle II. Obserwable te zostały użyte do oszacowania systematycznych błędów związanych emisją par leptonów w poszczególnych programach. Dodatkowo stworzono narzędzie do porównywania rozkładów wygenerowanych przez PHOTOS z precyzyjnymi wynikami. Następnie w programie PHOTOS został zaimplementowany i przetestowany precyzyjny element macierzowy odpowiadający za emisję dodatkowej pary leptonów w stanu końcowym dla niespolaryzowanego procesu 2f→Z/γ*→2f. Przewidywania tak udoskonalonego programu PHOTOS dla przekróju czynnego procesów e+e-→Z→e+e-µ+µ- oraz e+e-→Z→ µ+µ -µ+µ doprowadziły do powjększenia przekróju czynnego o 5.4% i o 4.6% odpowiednio, te przekrojw czynne są na poziomie 10-4, jeżeli porównywać z Z→ll. Otrzymane poprawki mają największe znaczenie dla „twardej” części rozkładów dodatkowych par laptonów. W pracy zaproponowano, zaimplementowano w generatorze PHOTOS oraz przetestowano trzy różne przybliżone elementy macierzowe opisujące emisję dodatkowych par leptonów ze stanu końcowego dla procesu 2f→Z/γ*→2f. Pokazano, że numerycznie te trzy elementy macierzowe nie różnią się znacznie od precyzyjnego elementu macierzowego. W pracy pokazano także, iż rozkłady kwadratu masy inwariantnej pary leptonów, wygenerowanych przez PHOTOS używając wprowadzone poprawki, są znacznie bliższe precyzyjnym rozkładom referencyjnym w przypadku emisji najtwardszych dodatkowych par leptonów. Rozbieżności w stosunku do rozkładów referencyjnych dla przypadku mionów została zmniejszona z czynnika 4.2 do 7%, a w przypadku elektronów z czynnika 2.5 do 17%. Opierając się na testowanych przybliżeniach, zaproponowano efektywną faktoryzację elementu macierzowego dla przypadku niespolaryzowanego procesu 2f→Z/γ*→4f. Zaproponowana faktoryzacja rozdziela element macierzowy na poziomie Borna od części, która opisuje emisję dodatkowej pary leptonów w stanie końcowym. Następnie dyskutuje się uogólnienie części opisującej emisję dodatkowej pary leptonów oraz sugeruje się możliwość ją zastosowania do opisu elementu macierzowego niespolaryzowanego procesu 2p→Z/γ*→4f. Proponuje się badanie zastosowania tak otrzymanej faktoryzacji do opisu emisji dodatkowych par leptonów ze stanu końcowego, do procesów innych niż niespolaryzowany proces 2f→Z/γ*→2f.