Transversely polarized Drell-Yan asymmetry AT T at NLO

We present the first fully differential next-To-leading order QCD calculation for lepton production in transversely polarized hadronic collisions, p↑p↑→±X, where the lepton arises from the decay of an electroweak gauge boson. The calculation is implemented in the Monte-Carlo like code che that already includes the unpolarized and longitudinally polarized cross sections and may be readily used to perform a comparison to experimental data and to extract information on the related parton distributions. We analyze the perturbative stability of the cross-section and double spin asymmetry ATT at RHIC kinematics. We find that the QCD corrections are non-negligible even at the level of asymmetries and that they strongly depend on the lepton kinematics. Furthermore, we present two scenarios for transversely polarized parton distributions, based on the de Florian-Sassot-Stratmann-Vogelsang (DSSV) set of longitudinally parton densities and fully evolved to NLO accuracy, that can be used for the evaluation of different observables involving transverse polarization.Fil: de Florian, Daniel Enrique. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología. Centro Internacional de Estudios Avanzados; Argentina. Tübingen University; Alemania. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

A next-to-next-to-leading order calculation of soft-virtual cross sections

We compute the next-to-next-to-leading order (NNLO) soft and virtual QCD corrections for the partonic cross section of colourless-final state processes in hadronic collisions. The results are valid to all orders in the dimensional regularization parameter Ïμ. The dependence of the results on a particular process is given through finite contributions to the one and two-loop amplitudes, which have to be computed in a process-by-process basis. To evaluate the accuracy of the soft-virtual approximation we compare it with the full NNLO result for Drell-Yan and Higgs boson production via gluon fusion. We also provide a universal expression for the hard coefficient needed to perform threshold resummation up to next-to-next-to-leading logarithmic (NNLL) accuracy. © 2012 SISSA, Trieste, Italy.Fil: de Florian, Daniel Enrique. Universidad de Buenos Aires; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; ArgentinaFil: Mazzitelli, Javier Sebastián. Universidad de Buenos Aires; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; Argentin

Higgs pair production at next-to-next-to-leading logarithmic accuracy at the LHC

We perform the threshold resummation for Higgs pair production in the dominant gluon fusion channel to next-to-next-to-leading logarithmic (NNLL) accuracy. The calculation includes the matching to the next-to-next-to-leading order (NNLO) cross section obtained in the heavy top-quark limit, and results in an increase of the inclusive cross section up to 7% at the LHC with centre-of-mass energy Ecm = 14 TeV, for the choice of factorization and renormalization scales μF = μR = Q, being Q the invariant mass of the Higgs pair system. After the resummation is implemented, we estimate the theoretical uncertainty from the perturbative expansion to be reduced to about ±5.5%, plus ∼ 10% from finite top-mass effects. The resummed cross section turns out to be rather independent of the value chosen for the central factorization and renormalization scales in the usual range (Q/2, Q).Fil: de Florian, Daniel Enrique. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Física; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Mazzitelli, Javier Sebastián. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Física; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

Vector boson production at hadron colliders: transverse-momentum resummation and leptonic decay

We consider the transverse-momentum (qT ) distribution of Drell-Yan lepton pairs produced, via W and Z/γ∗ decay, in hadronic collisions. At small values of qT , we resum the logarithmically-enhanced perturbative QCD contributions up to next-to-next- to-leading logarithmic accuracy. Resummed results are consistently combined with the known O(αS2 ) fixed-order results at intermediate and large values of qT . Our calculation includes the leptonic decay of the vector boson with the corresponding spin correlations, the finite-width effects and the full dependence on the final-state lepton(s) kinematics. The computation is encoded in the numerical program DYRes, which allows the user to apply arbitrary kinematical cuts on the final-state leptons and to compute the corresponding distributions in the form of bin histograms. We present a comparison of our results with some of the available LHC data. The inclusion of the leptonic decay in the resummed cal- culation requires a theoretical discussion on the qT recoil due to the transverse momentum of the produced vector boson. We present a qT recoil procedure that is directly applica- ble to qT resummed calculations for generic production processes of high-mass systems in hadron collisions.Fil: Catani, Estefano. Universita Degli Studi Di Firenze; ItaliaFil: de Florian, Daniel Enrique. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Física; Argentina. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología. Centro Internacional de Estudios Avanzados; ArgentinaFil: Ferrera, Giancarlo. Università degli Studi di Milano; ItaliaFil: Grazzini, Massimiliano. Universitat Zurich; Suiz

Spin budget of the proton at NNLO and beyond

We revisit the scale evolution of the quark and gluon spin contributions to the proton spin, 1 2 ΔΣ and ΔG, using the three-loop results for the spin-dependent evolution kernels available in the literature. We argue that the evolution of the quark spin contribution may actually be extended to the four-loop order, and that to all orders a single anomalous dimension governs the evolution of both ΔΣ and ΔG. We present analytical solutions of the evolution equations for ΔΣ and ΔG and investigate their scale dependence both to large and down to lower “hadronic” scales. We find that the solutions remain perturbatively stable even to low scales, where they come closer to simple quark model expectations. We discuss a curious scenario for the proton spin, in which even the gluon spin contribution is essentially scale independent and has a finite asymptotic value as the scale becomes large. We finally also show that perturbative three-loop evolution leads to a larger spin contribution of strange antiquarks than of strange quarks.Fil: de Florian, Daniel Enrique. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología. Centro Internacional de Estudios Avanzados; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Vogelsang, Werner. Tübingen University. Institute for Theoretical Physics; Alemani

Electroweak boson production at large transverse momentum in double polarized pp scattering at next-to-leading order accuracy

We compute the next-to-leading order corrections to the cross section for the production of electroweak gauge bosons (Z, W± and γ∗) with large transverse momentum in double (longitudinally) polarized hadronic collisions. The calculation is fully performed in the 't Hooft, Veltman, Breitenlohner, and Maison scheme within dimensional regularization with a careful treatment of issues arising due to the appearance of γ5 in polarization projectors and axial couplings. We study the phenomenological consequences of the next-to-leading-order corrections at the level of both the double polarized cross section and the corresponding asymmetries at Relativist Heavy Ion Collider kinematics.Fil: de Florian, Daniel Enrique. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Ciencias Físicas. - Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Ciencias Físicas; Argentina. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología. Centro Internacional de Estudios Avanzados; ArgentinaFil: Pedron, Ivan Agustin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Ciencias Físicas. - Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Ciencias Físicas; Argentina. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología. Centro Internacional de Estudios Avanzados; Argentin

Estudio de las funciones de estructura del nucleón polarizado

En este trabajo analizamos el problema del spin del nucleón, tanto en sus aspectos fenomenológicos: realizando la extracción de distribuciones polarizadas en total acuerdo con los experimentos, las reglas de suma, teóricas y su utilización en predicciones para, futuros experimentos; como en el plano teórico: mediante el cálculo de correcciones radiativas a las funciones de estructura de dispersión de neutrinos. Con los experimentos propuestos en esta tesis, mostramos que será posible desentrañar el problema del spin en el sentido de comprender cual es la distribución del spin del nucleón entre sus componentes, así como obtener distribuciones de partones polarizadas con mayor precisión que la actual. En el primer capítulo resumimos las características principales de los procesos de dispersión inelástica profunda e introducimos las funciones de estructura en el modelo de quark- partones. También analizamos la dependencia en la escala de energías de las distribuciones de partones. El segundo capítulo incluye las predicciones teóricas para las reglas de suma polarizadas de Bjorken y Ellis-Jaffe y resume los resultados experimentales obtenidos en los últimos años. Así mismo, se discute la corrección a las reglas de suma debido a la contribución anómala de los gluones que explica la diferencia entre el experimento y la teoría. En el tercer capítulo introducimos el método utilizado para obtener las densidades de partones polarizadas y mostramos los resultados. También estudiamos la evolución en Q2 de la función de estructura polarizada, comparando la predicción de QCD con los resultados experimentales. En el cuarto capítulo analizamos la posibilidad de nuevos experimentos diseñados para obtener distribuciones polarizadas en procesos de colisión de hadrones. Incluimos las predicciones para los procesos de Drell-Yan, producción de fotones con alto impulso transversal y de hadroproducción polarizada de J/Ψ. Teniendo en cuenta la importancia de la contribución gluónica a las funciones de estructura., presentamos, en el quinto capítulo, el cálculo original de las correcciones a orden a., para las funciones de estructura polarizadas en el caso de interacciones electrodébiles. Además, analizamos las consecuencias fenomenológicas y definimos un esquema, de factorización para las densidades de partones polarizadas que incluye a los quarks masivos. En el sexto capítulo, analizamos las correcciones a dos loops para, la asimetría polarizada, corrigiendo los resultados experimentales debido a la evolución en Q2. El último capítulo está dedicado a las conclusiones y al análisis global del trabajo presentado.Tesis digitalizada en SEDICI gracias a la Biblioteca de Física de la Facultad de Ciencias Exactas (UNLP).Doctor en FísicaUniversidad Nacional de La PlataFacultad de Ciencias Exacta

Threshold resummation at N LL 3 accuracy and approximate N3LO corrections to semi-inclusive DIS

We advance the threshold resummation formalism for semi-inclusive deep-inelastic scattering (SIDIS) to next-to-next-to-next-to-leading logarithmic (NLL3) order, including the three-loop hard factor. We expand the results in the strong coupling to obtain approximate next-to-next-to-next-to-leading order (N3LO) corrections for the SIDIS cross section. In Mellin moment space, these corrections include all terms that are logarithmically enhanced at threshold, or that are constant. We also consider a set of corrections that are suppressed near threshold. Our numerical estimates show modest changes of the cross section by the approximate N3LO terms, suggesting a very good perturbative stability of the SIDIS process.Fil: Abele, Maurizio. Eberhard Karls Universität Tübingen; AlemaniaFil: de Florian, Daniel Enrique. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Ciencias Físicas. - Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Ciencias Físicas; ArgentinaFil: Vogelsang, Werner. Eberhard Karls Universität Tübingen; Alemani

Approximate NNLO QCD corrections to semi-inclusive DIS

We determine approximate next-to-next-to-leading order (NNLO) corrections to unpolarized and polarized semi-inclusive deep-inelastic scattering. They are derived using the threshold resummation formalism, which we fully develop to next-to-next-to-leading logarithmic accuracy, including the two-loop hard factor. The approximate NNLO terms are obtained by expansion of the resummed expression. They include all terms in Mellin space that are logarithmically enhanced at threshold, or that are constant. In terms of the customary semi-inclusive deep-inelastic scattering variables x and zthey include all double distributions (that is, ?plus? distributions and δ functions) in the partonic variables. We also investigate corrections that are suppressed at threshold and we determine the dominant terms among these. Our numerical estimates suggest much significance of the approximate NNLO terms, along with a reduction in scale dependence.Fil: Abele, Maurizio. Eberhard Karls Universität Tübingen; AlemaniaFil: de Florian, Daniel Enrique. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Instituto de Ciencias Fisicas. - Universidad Nacional de San Martin. Instituto de Ciencias Fisicas.; ArgentinaFil: Vogelsang, Werner. Eberhard Karls Universität Tübingen; Alemani

Inclusive-jet and dijet production in polarized deep inelastic scattering

We present the calculation for single-inclusive jet production in (longitudinally) polarized deep-inelastic lepton-nucleon scattering at next-to-next-to leading order (NNLO) accuracy, based on the projection-to-Born method. As a necessary ingredient to achieve the NNLO results, we also introduce the next-to-leading-order (NLO) calculation for the production of dijets in polarized DIS. Our dijet calculation is based on an extension of the dipole subtraction method to account for polarized initial-state partons. We analyze the phenomenological consequences of higher order QCD corrections for the Electron-Ion Collider kinematics.Fil: Borsa Sanjuán, Ignacio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; ArgentinaFil: de Florian, Daniel Enrique. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología. Centro Internacional de Estudios Avanzados; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Ciencias Físicas. - Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Ciencias Físicas; ArgentinaFil: Pedron, Ivan Agustin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Ciencias Físicas. - Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Ciencias Físicas; Argentina. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología. Centro Internacional de Estudios Avanzados; Argentin