Carlo Ewerz , Dissertation, Fachbereich Physik der Universität Hamburg, 1998 :

"Unitary corrections in high energy QCD"


Schlagwörter: Quantenchromodynamik bei hohen Energien
Summary

Kurzfassung

Gegenstand dieser Arbeit ist der Regge--Limes der Quantenchromodynamik. Im Rahmen der Störungstheorie wird die Streuung von virtuellen Photonen bei sehr hoher Schwerpunktsenergie untersucht. Die Resummation führender Logarithmen in der Energie führt zu einer Näherung (dem BFKL Pomeron), die bei asymptotisch großen Energien Unitarität verletzt. Das BFKL Pomeron beschreibt den Austausch von zwei wechselwirkenden reggeierten Gluonen im t-Kanal. Wir untersuchen Unitaritätskorrekturen zum BFKL Pomeron, die durch eine größere Anzahl von Gluonen im t-Kanal ausgezeichnet sind. Sie werden beschrieben durch n-Gluonamplituden, die einen Satz von gekoppelten Integralgleichungen erfüllen. Wir geben eine Zusammenfassung der bekannten Resultate über die 3- und 4-Gluonamplituden. Diese Resultate legen nahe, daß die Unitaritätskorrekturen durch eine 2+1-dimensionale Feldtheorie beschrieben werden können. Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, durch die Untersuchung höherer n-Gluonamplituden weitere Einsicht in diese feldtheoretische Struktur zu gewinnen. Wir entwickeln Methoden, die die Untersuchung höherer n-Gluonamplituden zulassen, und analysieren die 5- und 6-Gluonamplituden. Die Gleichung für die 5-Gluonamplitude wird gelöst. Unsere besondere Aufmerksamkeit richtet sich auf den Mechanismus der Reggeierung des Gluons. Wir finden Ward--artige Identitäten für die Amplituden, die den Mechanismus der Reggeierung näher beleuchten. Außerdem finden wir Farbtensoren, die die Reggeierung des Gluons in höheren Ordnungen beschreiben. Die ersten Schritte in der Untersuchung der 6-Gluonamplitude werden unternommen. Es ergeben sich weitere deutliche Hinweise auf eine zugrundeliegende feldtheoretische Struktur der Unitaritätskorrekturen.

Titel

Kurzfassung

Summary

The subject of this thesis is the Regge limit of Quantum Chromodynamics. The scattering of virtual photons at very large center of mass energy is studied in the framework of perturbation theory. It is known that the approximation which resums leading logarithms in the energy (the BFKL Pomeron) violates unitarity at asymptotically large energies. The BFKL Pomeron describes the exchange of two interacting reggeized gluons in the t-channel. We investigate unitarity corrections to the BFKL Pomeron which are characterized by a larger number of gluons in the t-channel. They are described by n-gluon amplitudes which obey a tower of coupled integral equations. We review the known results on the three-- and four--gluon amplitudes. These results indicate that the unitarity corrections can be cast into a 2+1-dimensional conformal field theory. It is the aim of this thesis to gain further insight into this field theory structure by investigating higher n-gluon amplitudes. We develop methods which allow to proceed to higher n-gluon amplitudes, and we study the five-- and six--gluon amplitudes. We pay special attention to the mechanism leading to the reggeization of the gluon and to the field theory structure of the unitarity corrections. The integral equation for the five--gluon amplitude is solved. Our investigation of the mechanism of reggeization results in Ward type identities for the amplitudes. In addition we find the color tensors describing the reggeization of the gluon in higher orders. The first steps in the investigation of the six--gluon amplitude are performed, and further evidence for a field theory structure of the unitarity corrections is found.