非相对论量子色动力学框架下大型强子对撞机上双Jpsi产生的完整次领头阶修正

The production scheme for heavy quarkonium is always a hot point and front line for the particle physics, now the effective theory for describing the heavy quarkonium physics is the non-relativistic QCD (NRQCD). On the research of the heavy quarkonium production process, the double Jpsi inclusive production at the Large Hardron Collider (LHC), is a very ideal platform, because this process is affected less by the background, and the NRQCD is more valid. The previous research on this process, is based on the color singlet model、double parton scattering (DPS) scheme,and so on. Obviously, all these predictions are not so powerful. My subject is based on the NRQCD framework, gives the research on the full next to leading order (NLO) corrections, including the contributions of the color singlet and color octet channels for the S wave and P wave, then provides the most precise predictions under the NRQCD framework, such as the double Jpsi invariant mass distribution, the double Jpsi transverse momentum distribution, and the double Jpsi rapidity difference distribution, and so on. Only obtaining the full NLO results, can we discuss the contributions of other channels or schemes, such as the DPS. My subject will give the NRQCD full NLO corrections for double Jpsi inclusive production process for the first time in the world, provide a solid theoretical basis for the contributions of the other models and schemes.

重夸克偶素的产生机制一直是粒子物理领域的一个前沿话题，目前对重夸克偶素物理的描述是用非相对论量子色动力学（NRQCD）有效理论。在重夸克偶素产生过程的研究中，大型强子对撞机（LHC）上双Jpsi的单举产生是一个非常理想的平台，因为受到其他本底过程的影响相对较小，NRQCD的适用程度更高。之前对此过程的理论计算，是基于色单态模型、双部分子散射（DPS）机制等，显然，这些理论计算的预言能力有限。本课题基于NRQCD理论框架，研究此过程的完整次领头阶修正，包括S波和P波的所有色单态和色八重态贡献，给出NRQCD理论框架下最精确的理论结果，如双Jpsi的质量谱，横向动量谱，快度差分布谱等。只有得到了完整的次领头阶计算结果，才能讨论其他产生机制例如DPS的贡献大小。本课题将在国际上第一次给出NRQCD框架下的双Jpsi单举产生的完整次领头阶计算，为其他模型或机制的贡献大小提供坚实的理论依据。

重夸克偶素的产生机制一直是粒子物理领域的一个前沿话题，目前对重夸克偶素物理的描述是用非相对论量子色动力学（NRQCD）有效理论，在重夸克偶素产生过程的研究中，大型强子对撞机（LHC）上双Jpsi的单举产生是一个非常理想的平台，因为受到其他本底过程的影响相对较小，NRQCD的适用程度更高。之前对此过程的理论计算，是基于色单态模型、双部分子散射（DPS）机制等，显然，这些理论计算的预言能力有限。本课题基于NRQCD理论框架，主要研究了LHCb、CMS以及ATLAS上双Jpsi的产生的次领头阶修正。计算结果表明，对于LHCb的双Jpsi的横动量谱分布，理论结果在大动量区域和实验结果符合很好，但是小动量区域行为不一致。对于CMS，色单态和1s0[8]的总贡献和实验存在很大差异，甚至总截面比实验值小一个数量级，期待未来能有新的机制解决这一差异。而对于ATLAS，理论结果能够在一定程度上较好地符合实验数据。除了重夸克偶素的产生，本课题还研究了虚光子到一对有质量的夸克对和Reggeon的顶角次领头阶修正，结果表明夸克质量对顶角次领头阶修正有重要影响，期待未来能有相应的实验数据来验证我们的理论计算。