Современные методы расчета тормозного излучения в процессах взаимодействия элементарных частиц

Шершень И. А.; Шишкина Т. В.

Современные методы расчета тормозного излучения в процессах взаимодействия элементарных частиц

Шершень И. А., Шишкина Т. В.

2020

https://doi.org/10.29235/1561-2430-2020-56-4-436-448

Рассмотрена проблема расчета вклада тормозного излучения с использованием современных методов регуляризации расходимостей. В частности, проведен расчет мягкофотонного излучения в наиболее общем виде с использованием метода размерной регуляризации инфракрасных расходимостей. Описан общий алгоритм расчета жесткого тормозного излучения. Показано, что можно разделить вклад жесткого тормозного излучения на конечную и расходящуюся части. Расходящаяся часть может быть факторизована с вкладом исходного процесса в борновском приближении. Показано, что при удачном выборе кинематических переменных возможен аналитический ковариантный расчет расходящейся части жесткого тормозного излучения. В частном случае приведен алгоритм определения кинематических ограничений на используемые инварианты. Проведен численный анализ вклада радиационных поправок для процессов рождения калибровочных бозонов в случае электрон-фотонных столкновений. Обнаружено, что вклад конечной части излучения тормозных фотонов при высоких энергиях столкновений достигает 20 % и обязательно должен учитываться в расчетах радиационных поправок. Полученные результаты можно применять в различного рода расчетах, в том числе и в ковариантном виде, производимых в контексте подтверждения теоретических предсказаний Стандартной модели или поиска проявлений альтернативных калибровочных моделей.

Шершень И. А., Шишкина Т. В. Современные методы расчета тормозного излучения в процессах взаимодействия элементарных частиц. Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-математических наук. 2020;56(4):436–448. https://doi.org/10.29235/1561-2430-2020-56-4-436-448

Цитирование

Список литературы

1. Analytic extension of the modified minimal subtraction renormalization scheme / Brodsky S. J. [et al.] / Phys. Rev. D. – 1998. – Vol. 58, №. 11. – P. 116006. https://doi.org/10.1103/physrevd.58.116006

2. Leibbrandt, G. Introduction to the technique of dimensional regularization / G. Leibbrandt // Rev. Mod. Phys. – 1975. – Vol. 47, №. 4. – P. 849–876. https://doi.org/10.1103/revmodphys.47.849

3. Passarino, G. One-loop corrections for e+ e− annihilation into μ+ μ− in the Weinberg model / G. Passarino, M. Veltman // Nucl. Phys. B. – 1979. – Vol. 160, №. 1. – P. 151–207. https://doi.org/10.1016/0550-3213(79)90234-7

4. Hahn, T. Automatic loop calculations with FeynArts, FormCalc, and LoopTools / T. Hahn // Nucl. Phys. B – Proc. Supplements. – 2000. – Vol. 89, №. 1/3. – P. 231–236. https://doi.org/10.1016/s0920-5632(00)00848-3

5. Bardin, D. Y. On an exact calculation of the lowest-order electromagnetic correction to the point particle elastic scattering / D. Y. Bardin, N. M. Shumeiko // Nucl. Phys. B. – 1977. – Vol. 127, №. 2. – P. 242–258. https://doi.org/10.1016/0550-3213(77)90213-9

6. Kuchto, T. V. Radiative effects in deep inelastic scattering of polarized leptons by polarized nucleons / T. V. Kuchto, N. Shumeiko // Nucl. Phys. B. – 1983. – Vol. 219, №. 2. – P. 412–436. https://doi.org/10.1016/0550-3213(83)90650-8

7. Shershan, I. A. Single Gauge Boson Production in eγ interaction as a Modern Tool for Standard Model Test / I. A. Shershan, T. V. Shishkina // Nonlin. Phenom. Complex Syst. – 2018. – Vol. 21. – P. 199–205.

8. Shershan, I. A. Gauge Boson Production in High Energy Electron-Photon Collisions as a Modern Tool of Searching Effects beyond the Standard Model / I. A. Shershan, T. V. Shishkina // Nonlin. Phenom. Complex Syst. – 2019. – Vol. 22, N 1. – P. 98–103.

9. Shershan, I. A. Single gauge boson production in electron-photon collisions in the set of Standard Model extensions / I. A. Shershan, T. V. Shishkina // Nonlin. Phenom. Complex Syst. – 2019. – Vol. 25. – P. 225–230.

10. Shershan, I. A. The Triple Anomalous Gauge Couplings Investigation on Linear eγ-Collider / I. A. Shershan, T. V. Shishkina // Nonlin. Phenom. Complex Syst. – 2019. – Vol. 22, №. 4. – P. 318–329. https://doi.org/10.33581/1561-4085-2019-22-4-318-329

11. Шершень, И. А. Рождение одиночных калибровочных бозонов в процессах высоко энергетических лептон-фотонных столкновений / И. А. Шершень, Т. В. Шишкина // Журн. Белорус. гос. ун-та. Физика. – 2018. – №. 2. – С. 125–132.

12. Шершень, И. А. Исследование фермионов различных поколений в процессах столкновения с фотонами высокой энергии / И. А. Шершень, Т. В. Шишкина // Журн. Белорус. гос. ун-та. Физика. – 2017. – №. 1. – С. 67–72.

13. Colliding ge and gg beams based on the single-pass e±e− colliders (VLEPP type) / I. F. Ginzburg [et al.] // Nuc. Instrum. Methods Phys. Res. – 1983. – Vol. 205, №. 1/2. – P. 47–68. https://doi.org/10.1016/0167-5087(83)90173-4

14. Colliding γe and γγ beams based on single-pass e±e− accelerators. II. Polarization effects, monochromatization improvement / I. F. Ginzburg [et al.] // Nuc. Instrum. Methods Phys. Res. – 1984. – Vol. 219, №. 1. – P. 5–24. https://doi.org/10.1016/0167-5087(84)90128-5

15. The International Linear Collider Technical Design Report / Baer H. [et al.]. – 2013. – Volume 2: Physics. https://doi.org/10.2172/1095028

16. Mo, L. W. Radiative Corrections to Elastic and Inelastic ep and up Scattering / Mo L. W., Tsai Y. S. // Rev. Mod. Phys. – 1969. – Vol. 41, №. 1. – P. 205–235. https://doi.org/10.1103/revmodphys.41.205

17. t` Hooft, G. Scalar one-loop integrals / G. t` Hooft, M. Veltman // Nucl. Phys. B. – 1979. – Vol. 153. – P. 365–401. https://doi.org/10.1016/0550-3213(79)90605-9

18. Denner, A. Electroweak corrections to e− γ → e− Z / A. Denner, S. Dittmaier // Nucl. Phys. B. – 1993. – Vol. 398, №. 2. – P. 265–284. https://doi.org/10.1016/0550-3213(93)90109-3

19. Denner, A. Complete O(α) QED corrections to polarized Compton scattering / A. Denner, S. Dittmaier // Nucl. Phys. B. – 1999. – Vol. 540, № 1/2. – P. 58-86. https://doi.org/10.1016/s0550-3213(98)00767-6

20. Denner, A. Electroweak radiative corrections to e−γ → W−νe / A. Denner, S. Dittmaier // Nucl. Phys. B. – 1993. – Vol. 398, №. 2. – P. 239–264. https://doi.org/10.1016/0550-3213(93)90108-2

21. Böhm, M. The hard bremsstrahlung process e−γ → W−νeγ / M. Böhm, S. Dittmaier // Nucl. Phys. B. – 1993. – Vol. 409, №. 1. – P. 3–21. https://doi.org/10.1016/0550-3213(93)90444-t

Источник

Информация

Автор

Шершень И. А. Белорусский государственный университет
Шишкина Т. В. Белорусский государственный университет

Страницы

436–448

Год издания

2020

Ключевые слова

Коллекции

Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-математических наук