Study of ambiguities of Quantum Chromodynamics predictions in hard processes

Abstract

Tato práce je věnována studiu nejednoznačností předpovědí poruchové QCD, které mají svůj původ v renormalizační a faktorizační proceduře. Práce je zaměřena na proces elektron-pozitronové anihilace a na produkci jetů v proton- protonvých srážkách. V prvním případě byla analyzována závislost na RS do čtvrtého řádu poruchové teorie v oblasti nízkých i vysokých energií. Jako vodítko pro určení optimálního RS byl použit PMS. Bylo ukázáno, že vhodný výběr RS je zvlášť důležitý v oblasti nízkých energií, kde například obvykle užívané MS RS vede k záporným a nestabilním předpovědím, a že PMS ve studovaných přpadech těmito nedostatky netrpí. Dále byla vyšetřována závislost jetového účinného průřezu na faktorizační a renormalizační škále v NLO při energiích 1.8, 7 a 14 TeV. PMS opět poskytoval kvalitativně rozumné a stabilní výsledky a jeví se tedy jako relevantní nástroj i v přpadě procesů s hadrony v počátečním stavu. 1

The thesis is devoted to phenomenological investigation of ambiguities of QCD predictions coming from renormalization and factorization procedures. We studied predictions for e+ e− annihilation and jet production in proton-proton collisions. In the former case, we analyzed the dependence on RS up to fourth order at low and high energy region. We particularly focused on the Principle of Minimal Sensitivity as a guide for optimal choice of renormalization scheme. It is shown that a proper choice of RS is important especially at low energies where for example commonly used MS RS implies negative and unstable predictions, and that PMS optimized result don't suffer any of these drawbacks at studied cases. In the second part of the thesis, the dependence of NLO jet cross-section on renormalization and factorization scales is studied for total energy 1.8, 7 and 14 TeV. It is shown that PMS again provides qualitatively reasonable and stable results and seems to be relevant also for processes with hadrons in initial state. 1