部分子横向分布函数的次次领头阶研究

Parton distribution functions (PDFs) are an essential input for physics programs at hadron colliders. While the collinear PDFs are already well understood, the studies of transverse PDFs are only starting. In particular, gauge-invariant operator definitions of transverse PDFs were only proposed in the last two years, and were only demostrated up to the next-to-leading order. In this project, we carry out the first study of trasverse PDFs at the next-to-next-to-leading order starting from an operator definition. The results of this project are not only important for quantum chromodynamics, and can also improve the method of transverse momentum resummation. This is essential for measuring the mass of the W boson and studying the properties of the Higgs boson at the LHC.

对于强子对撞机上的物理研究而言,部分子分布函数是一个必要的输入。虽然对于共线分布函数的理解已经比较完善了，但对于横向分布函数的研究却还在开始阶段。尤其是横向分布函数的规范不变的算符定义只是在最近两年才被提出，并且只是在次领头阶水平上得到了验证。本项目是国际上第一个在次次领头阶水平上从算符定义出发对横向分布函数的研究，以确认该算符定义的可行性。本项目的研究结果不仅对于量子色动力学理论非常重要，还可以改进目前的横向动量重求和方法，以得到更为精确的预言。这对于在LHC上测量W玻色子的质量和研究希格斯粒子的性质都是非常必要的。

在本基金资助期间，项目负责人完成了对部分子横向分布函数的次次领头阶计算，同时还开展了相关的其它研究，包括“顶夸克对产生中的横向动量分布”和“超对称模型中标量顶夸克对产生的近似次次领头阶预言”等。在国际刊物上共计发表五篇论文，其中四篇发表在Journal of High Energy Physics，一篇发表在Physical Review D。