QCDfactorisatietheorie

QCDfactorisatietheorie is een framework binnen de quantum chromodynamics dat het mogelijk maakt om hoge-energische hadronische processen op te splitsen in kortetermijn- (hard) en langetermijn- (non-perturbatieve) aspecten. Hiermee kunnen cross sections worden berekend door korteafstandskernelren, die inperturbatief bepaalbaar zijn, te scheiden van universale langeafstandsfactoren zoals parton-distributiefuncties en fragmentatiefuncties die de structuur en het hadronisatiegedrag van hadrons vastleggen.

In de collinear factorisatie worden de observables geschreven als convoluties van parton-distributiefuncties (PDF’s) met hard-scattering coefficients en, indien van toepassing, met fragmentatiefuncties voor hadronisatie. De PDF’s en fragmentatiefuncties zijn procesonafhankelijk en evolueren volgens de DGLAP-vergelijkingen, waardoor hun gedrag op verschillende schalen μ vergeleken kan worden.

Er bestaan varianten en uitbreidingen van factorisatie, waaronder transversie-momentumafhankelijke factorisatie (TMD-factorisatie) en k_T-factorisatie, die ook rekening houden met de transverse momentum van partonen. Het kader van Soft-Collinear Effective Theory (SCET) biedt een formele en systematische benadering voor vele factorisatieproblemen. Binnen specifieke gebieden spelen ook andere vormen een rol, zoals NRQCD-factorisatie voor quarkonium en diverse vormen van fragmentation-function benaderingen.

Factorisatie is krachtig maar niet universeel. Voor sommige processen in hadron-hadron collisions kunnen Glauber-gluonen en color-entanglement de factorisatie ondermijnen, waardoor bewijs en toepasbaarheid beperkt zijn of extra zorg vereisen. Desondanks vormt QCDfactorisatietheorie een hoeksteen van moderne QCD-phenomenologie en van precisie-voorspellingen voor onder meer LHC- en diep-inelastische experimenten.