Repository logo

Browsing by Author "Kotko, Piotr"

  • 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
    Hybrid kT-factorization at next to leading order
    (The Henryk Niewodniczański Institute of Nuclear Physics Polish Academy of Sciences, 2024) Ziarko, Grzegorz; van Hameren, Andreas; Kotko, Piotr; Szymanowski, Lech; Worek, Małgorzata
    W tej rozprawie, wykorzystujemy faktoryzację pędu poprzecznego do badania chromodynamiki kwantowej w zakresie wysokich energii. W porównaniu do faktoryzacji współliniowej, faktoryzację pędu poprzecznego charakteryzuje niezerowa prostopadła składowa pędu niesionego przez jeden początkowy parton. Głównym celem tej pracy jest opracowanie poprawki pierwszego rzędu do wyrażeń hybrydowej faktoryzacji. Opracowaliśmy część rzeczywistą i wirtualną rzeczonej poprawki. Znaleźliśmy i zidentyfikowaliśmy wszystkie obecne rozbieżności pojawiające się we wzorach. Niektóre z nich redukują się bezpośrednio, pozostałe w części można dołączyć do funkcji rozkładu partonów oraz należy interpretować je jako poprawka do zderzeniowego czynniku wpływu i źródła ewolucji. Również stworzyliśmy generalny schemat obliczeń czynników wpływu i odtworzyliśmy istniejące wyrażenia dla poprawek pierwszego rzędu dla kwarkowych i gluonowych czynników wpływu. Zastosowaliśmy również metodę odejmowania do rozbieżności pochodzącej od części rzeczywistej poprawki dla hybrydowej faktoryzacji pędu poprzecznego. W przeciwieństwie do faktoryzacji współliniowej, gdzie metoda odejmowania traktuje pęd odrzutu w inny sposób, w naszej sytuacji odrzut może być rozprowadzony wśród stanów początkowych partonów. Przy pomocy metod numerycznych obliczyliśmy całki skończone, upewniając się o ich zbieżności. Dodatkowo, spostrzegliśmy, że rozbieżności obecne w czynniku odejmowania, redukują się z rozbieżnościami obecnymi w części wirtualnej poprawki. Niniejsza rozprawa bazuje na publikacjach [1, 2], dla których badania przeprowadzone w czasie doktoratu są kluczowym składnikiem. In this thesis, we employ kT-factorization to study quantum chromodynamics (QCD) in the high-energy limit. The kT-factorization differs from collinear factorization by incorporating the transverse momentum component carried by one initial-state parton. The main goal of this study is to extend the hybrid factorization formula to next-toleading order (NLO). We establish both real and virtual contributions. We identified all divergences present in obtained formulas. Some divergent terms cancel straightforwardly, while others remain and can partly be attributed to the PDFs (parton distribution function), but not completely and require the interpretation as corrections to target impast factors and evolution kernel. We also provide a general framework for calculating NLO impast factors and reproduce the known formulas for inclusive NLO gluon and quark impast factor corrections. We also investigated the application of the subtraction method to real radiation divergences at NLO in hybrid kT-factorization. Unlike the subtraction method in collinear factorization, where momentum recoil is handled differently, here we distribute the recoil over the initial-state partons. We applied numerical methods to evaluate the fnite integrals, ensuring their convergence. Additionally, we found that the divergences present In the integrated subtraction terms cancel against those from the virtual contributions. The thesis is based on the publications [1, 2]. The research conducted during this Ph.D. study forms a significant component of these two publications.