Hard interactions of quarks and gluons: a primer for LHC physics

被引：179

作者：

Campbell, J. M. ^{[1
]}

Huston, J. W.

Stirling, W. J.

机构：

[1] Univ Glasgow, Dept Phys & Astron, Glasgow G12 8QQ, Lanark, Scotland

[2] Michigan State Univ, Dept Phys & Astron, E Lansing, MI 48840 USA

[3] Univ Durham, Inst Particle Phys Phenomenol, Durham DH1 3LE, England

来源：

REPORTS ON PROGRESS IN PHYSICS | 2007年 / 70卷 / 01期

关键词：

D O I：

10.1088/0034-4885/70/1/R02

中图分类号：

O4 [物理学];

学科分类号：

0702 ;

摘要：

In this paper, we will develop the perturbative framework for the calculation of hard-scattering processes. We will undertake to provide both a reasonably rigorous development of the formalism of hard-scattering of quarks and gluons as well as an intuitive understanding of the physics behind the scattering. We will emphasize the role of logarithmic corrections as well as power counting in alpha(S) in order to understand the behaviour of hard-scattering processes. We will include 'rules of thumb' as well as 'official recommendations', and where possible will seek to dispel some myths. We will also discuss the impact of soft processes on the measurements of hard-scattering processes. Experiences that have been gained at the Fermilab Tevatron will be recounted and, where appropriate, extrapolated to the LHC.

引用

页码：89 / 193

页数：105

共 181 条

[1] High-pT jets in p(p)over-bar collisions at √s=630 and 1800 GeV -: art. no. 032003 [J].

Abbott, B ;

Abdesselam, A ;

Abolins, M ;

Abramov, V ;

Acharya, BS ;

Adams, DL ;

Adams, M ;

Alves, GA ;

Amos, N ;

Anderson, EW ;

Astur, R ;

Baarmand, MM ;

Babintsev, VV ;

Babukhadia, L ;

Bacon, TC ;

Baden, A ;

Baldin, B ;

Balm, PW ;

Banerjee, S ;

Barberis, E ;

Baringer, P ;

Bartlett, JF ;

Bassler, U ;

Bauer, D ;

Bean, A ;

Begel, M ;

Belyaev, A ;

Beri, SB ;

Bernardi, G ;

Bertram, I ;

Besson, A ;

Beuselinck, R ;

Bezzubov, VA ;

Bhat, PC ;

Bhatnagar, V ;

Bhattacharjee, M ;

Blazey, G ;

Blessing, S ;

Boehnlein, A ;

Bojko, NI ;

Borcherding, F ;

Brandt, A ;

Breedon, R ;

Briskin, G ;

Brock, R ;

Brooijmans, G ;

Bross, A ;

Buchholz, D ;

Buehler, M ;

Buescher, V .

PHYSICAL REVIEW D, 2001, 64 (03)

[2] Inclusive jet production in p(p)over-bar collisions [J].

Abbott, B ;

Abdesselam, A ;

Abolins, M ;

Abramov, V ;

Acharya, BS ;

Adams, DL ;

Adams, M ;

Alves, GA ;

Amos, N ;

Anderson, EW ;

Baarmand, MM ;

Babintsev, VV ;

Babukhadia, L ;

Bacon, TC ;

Baden, A ;

Baldin, B ;

Balm, PW ;

Banerjee, S ;

Barberis, E ;

Baringer, P ;

Bartlett, JF ;

Bassler, U ;

Bauer, D ;

Bean, A ;

Begel, M ;

Belyaev, A ;

Beri, SB ;

Bernardi, G ;

Bertram, I ;

Besson, A ;

Beuselinck, R ;

Bezzubov, VA ;

Bhat, PC ;

Bhatnagar, V ;

Bhattacharjee, M ;

Blazey, G ;

Blessing, S ;

Boehnlein, A ;

Bojko, NI ;

Borcherding, F ;

Brandt, A ;

Breedon, R ;

Briskin, G ;

Brock, R ;

Brooijmans, G ;

Bross, A ;

Buchholz, D ;

Buehler, M ;

Buescher, V ;

Burtovoi, VS .

PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2001, 86 (09) :1707-1712

[3] Measurement of the lepton charge asymmetry in W-boson decays produced in p(p)over-bar collisions [J].

Abe, F ;

Akimoto, H ;

Akopian, A ;

Albrow, MG ;

Amadon, A ;

Amendolia, SR ;

Amidei, D ;

Antos, J ;

Aota, S ;

Apollinari, G ;

Arisawa, T ;

Asakawa, T ;

Ashmanskas, W ;

Atac, M ;

Azzi-Bacchetta, P ;

Bacchetta, N ;

Bagdasarov, S ;

Bailey, MW ;

de Barbaro, P ;

Barbaro-Galtieri, A ;

Barnes, VE ;

Barnett, BA ;

Barone, M ;

Bauer, G ;

Baumann, T ;

Bedeschi, F ;

Behrends, S ;

Belforte, S ;

Bellettini, G ;

Bellinger, J ;

Benjamin, D ;

Bensinger, J ;

Beretvas, A ;

Berge, JP ;

Berryhill, J ;

Bertolucci, S ;

Bettelli, S ;

Bevensee, B ;

Bhatti, A ;

Biery, K ;

Bigongiari, C ;

Binkley, M ;

Bisello, D ;

Blair, RE ;

Blocker, C ;

Blusk, S ;

Bodek, A ;

Bokhari, W ;

Bolla, G ;

Bonushkin, Y .

PHYSICAL REVIEW LETTERS, 1998, 81 (26) :5754-5759

[4] Top quark mass measurement using the template method in the lepton plus jets channel at CDF II -: art. no. 032003 [J].

Abulencia, A ;

Acosta, D ;

Adelman, J ;

Affolder, T ;

Akimoto, T ;

Albrow, MG ;

Ambrose, D ;

Amerio, S ;

Amidei, D ;

Anastassov, A ;

Anikeev, K ;

Annovi, A ;

Antos, J ;

Aoki, M ;

Apollinari, G ;

Arguin, JF ;

Arisawa, T ;

Artikov, A ;

Ashmanskas, W ;

Attal, A ;

Azfar, F ;

Azzi-Bacchetta, P ;

Azzurri, P ;

Bacchetta, N ;

Bachacou, H ;

Badgett, W ;

Barbaro-Galtieri, A ;

Barnes, VE ;

Barnett, BA ;

Baroiant, S ;

Bartsch, V ;

Bauer, G ;

Bedeschi, F ;

Behari, S ;

Belforte, S ;

Bellettini, G ;

Bellinger, J ;

Belloni, A ;

Ben-Haim, E ;

Benjamin, D ;

Beretvas, A ;

Beringer, J ;

Berry, T ;

Bhatti, A ;

Binkley, M ;

Bisello, D ;

Bishai, M ;

Blair, RE ;

Blocker, C ;

Bloom, K .

PHYSICAL REVIEW D, 2006, 73 (03)

[5] Measurement of the inclusive jet cross section using the kT algorithm in p(p)over-bar collisions at √s=1.96 TeV [J].

Abulencia, A ;

Acosta, D ;

Adelman, J ;

Affolder, T ;

Akimoto, T ;

Albrow, MG ;

Ambrose, D ;

Amerio, S ;

Amidei, D ;

Anastassov, A ;

Anikeev, K ;

Annovi, A ;

Antos, J ;

Aoki, M ;

Apollinari, G ;

Arguin, J-F ;

Arisawa, T ;

Artikov, A ;

Ashmanskas, W ;

Attal, A ;

Azfar, F ;

Azzi-Bacchetta, P ;

Azzurri, P ;

Bacchetta, N ;

Bachacou, H ;

Badgett, W ;

Barbaro-Galtieri, A ;

Barnes, VE ;

Barnett, BA ;

Baroiant, S ;

Bartsch, V ;

Bauer, G ;

Bedeschi, F ;

Behari, S ;

Belforte, S ;

Bellettini, G ;

Bellinger, J ;

Belloni, A ;

Ben Haim, E ;

Benjamin, D ;

Beretvas, A ;

Beringer, J ;

Berry, T ;

Bhatti, A ;

Binkley, M ;

Bisello, D ;

Bishai, M ;

Blair, RE ;

Blocker, C ;

Bloom, K .

PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2006, 96 (12) :1-7

[6]

ABULENCIA A, 2005, PREPRINT

[7] Measurement of the cross section for t(t)over-bar production in p(p)over-bar collisions using the kinematics of lepton plus jets events -: art. no. 052003 [J].

Acosta, D ;

Adelman, J ;

Affolder, T ;

Akimoto, T ;

Albrow, MG ;

Ambrose, D ;

Amerio, S ;

Amidei, D ;

Anastassov, A ;

Anikeev, K ;

Annovi, A ;

Antos, J ;

Aoki, M ;

Apollinari, G ;

Arisawa, T ;

Arguin, JF ;

Artikov, A ;

Ashmanskas, W ;

Attal, A ;

Azfar, F ;

Azzi-Bacchetta, P ;

Bacchetta, N ;

Bachacou, H ;

Badgett, W ;

Barbaro-Galtieri, A ;

Barker, GJ ;

Barnes, VE ;

Barnett, BA ;

Baroiant, S ;

Bauer, G ;

Bedeschi, F ;

Behari, S ;

Belforte, S ;

Bellettini, G ;

Bellinger, J ;

Belloni, A ;

Ben-Haim, E ;

Benjamin, D ;

Beretvas, A ;

Berry, T ;

Bhatti, A ;

Binkley, M ;

Bisello, D ;

Bishai, M ;

Blair, RE ;

Blocker, C ;

Bloom, K ;

Blumenfeld, B ;

Bocci, A ;

Bodek, A .

PHYSICAL REVIEW D, 2005, 72 (05)

[8] First measurements of inclusive W and Z cross sections from Run II of the Fermilab Tevatron Collider -: art. no. 091803 [J].

Acosta, D ;

Affolder, T ;

Akimoto, T ;

Albrow, MG ;

Ambrose, D ;

Amerio, S ;

Amidei, D ;

Anastassov, A ;

Anikeev, K ;

Annovi, A ;

Antos, J ;

Aoki, M ;

Apollinari, G ;

Arisawa, T ;

Arguin, JF ;

Artikov, A ;

Ashmanskas, W ;

Attal, A ;

Azfar, F ;

Azzi-Bacchetta, P ;

Bacchetta, N ;

Bachacou, H ;

Badgett, W ;

Barbaro-Galtieri, A ;

Barker, GJ ;

Barnes, VE ;

Barnett, BA ;

Baroiant, S ;

Barone, M ;

Bauer, G ;

Bedeschi, F ;

Behari, S ;

Belforte, S ;

Bellettini, G ;

Bellinger, J ;

Benjamin, D ;

Beretvas, A ;

Bhatti, A ;

Binkley, M ;

Bisello, D ;

Bishai, M ;

Blair, RE ;

Blocker, C ;

Bloom, K ;

Blumenfeld, B ;

Bocci, A ;

Bodek, A ;

Bolla, G ;

Bolshov, A ;

Booth, PSL .

PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2005, 94 (09)

[9] Underlying event in hard interactions at the Fermilab Tevatron p(p)over-barp collider -: art. no. 072002 [J].

Acosta, D ;

Affolder, T ;

Albrow, MG ;

Ambrose, D ;

Amidei, D ;

Anikeev, K ;

Antos, J ;

Apollinari, G ;

Arisawa, T ;

Artikov, A ;

Ashmanskas, W ;

Azfar, F ;

Azzi-Bacchetta, P ;

Bacchetta, N ;

Bachacou, H ;

Badgett, W ;

Barbaro-Galtieri, A ;

Barnes, VE ;

Barnett, BA ;

Baroiant, S ;

Barone, M ;

Bauer, G ;

Bedeschi, F ;

Behari, S ;

Belforte, S ;

Bell, WH ;

Bellettini, G ;

Bellinger, J ;

Benjamin, D ;

Beretvas, A ;

Bhatti, A ;

Binkley, M ;

Bisello, D ;

Bishai, M ;

Blair, RE ;

Blocker, C ;

Bloom, K ;

Blumenfeld, B ;

Bocci, A ;

Bodek, A ;

Bolla, G ;

Bolshov, A ;

Bortoletto, D ;

Boudreau, J ;

Bromberg, C ;

Brubaker, E ;

Budagov, J ;

Budd, HS ;

Burkett, K ;

Busetto, G .

PHYSICAL REVIEW D, 2004, 70 (07)

[10] Measurement of the t(t)over-bar production cross section in p(p)over-bar collisions at √s=1.96 TeV using lepton plus jets events with secondary vertex b-tagging -: art. no. 052003 [J].

Acosta, D ;

Adelman, J ;

Affolder, T ;

Akimoto, T ;

Albrow, MG ;

Ambrose, D ;

Amerio, S ;

Amidei, D ;

Anastassov, A ;

Anikeev, K ;

Annovi, A ;

Antos, J ;

Aoki, M ;

Apollinari, G ;

Arisawa, T ;

Arguin, JF ;

Artikov, A ;

Ashmanskas, W ;

Attal, A ;

Azfar, F ;

Azzi-Bacchetta, P ;

Bacchetta, N ;

Bachacou, H ;

Badgett, W ;

Barbaro-Galtieri, A ;

Barker, GJ ;

Barnes, VE ;

Barnett, BA ;

Baroiant, S ;

Barone, M ;

Bauer, G ;

Bedeschi, F ;

Behari, S ;

Belforte, S ;

Bellettini, G ;

Bellinger, J ;

Ben-Haim, E ;

Benjamin, D ;

Beretvas, A ;

Bhatti, A ;

Binkley, M ;

Bisello, D ;

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Blair, RE ;

Blocker, C ;

Bloom, K ;

Blumenfeld, B ;

Bocci, A ;

Bodek, A ;

Bolla, G .

PHYSICAL REVIEW D, 2005, 71 (05) :1-28

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[1] High-pT jets in p(p)over-bar collisions at √s=630 and 1800 GeV -: art. no. 032003 [J].

Abbott, B ;

Abdesselam, A ;

Abolins, M ;

Abramov, V ;

Acharya, BS ;

Adams, DL ;

Adams, M ;

Alves, GA ;

Amos, N ;

Anderson, EW ;

Astur, R ;

Baarmand, MM ;

Babintsev, VV ;

Babukhadia, L ;

Bacon, TC ;

Baden, A ;

Baldin, B ;

Balm, PW ;

Banerjee, S ;

Barberis, E ;

Baringer, P ;

Bartlett, JF ;

Bassler, U ;

Bauer, D ;

Bean, A ;

Begel, M ;

Belyaev, A ;

Beri, SB ;

Bernardi, G ;

Bertram, I ;

Besson, A ;

Beuselinck, R ;

Bezzubov, VA ;

Bhat, PC ;

Bhatnagar, V ;

Bhattacharjee, M ;

Blazey, G ;

Blessing, S ;

Boehnlein, A ;

Bojko, NI ;

Borcherding, F ;

Brandt, A ;

Breedon, R ;

Briskin, G ;

Brock, R ;

Brooijmans, G ;

Bross, A ;

Buchholz, D ;

Buehler, M ;

Buescher, V .

PHYSICAL REVIEW D, 2001, 64 (03)

[2] Inclusive jet production in p(p)over-bar collisions [J].

Abbott, B ;

Abdesselam, A ;

Abolins, M ;

Abramov, V ;

Acharya, BS ;

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Adams, M ;

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Amos, N ;

Anderson, EW ;

Baarmand, MM ;

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Baldin, B ;

Balm, PW ;

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Barberis, E ;

Baringer, P ;

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Bassler, U ;

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Belyaev, A ;

Beri, SB ;

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Besson, A ;

Beuselinck, R ;

Bezzubov, VA ;

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Bhattacharjee, M ;

Blazey, G ;

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Boehnlein, A ;

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Borcherding, F ;

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Breedon, R ;

Briskin, G ;

Brock, R ;

Brooijmans, G ;

Bross, A ;

Buchholz, D ;

Buehler, M ;

Buescher, V ;

Burtovoi, VS .

PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2001, 86 (09) :1707-1712

[3] Measurement of the lepton charge asymmetry in W-boson decays produced in p(p)over-bar collisions [J].

Abe, F ;

Akimoto, H ;

Akopian, A ;

Albrow, MG ;

Amadon, A ;

Amendolia, SR ;

Amidei, D ;

Antos, J ;

Aota, S ;

Apollinari, G ;

Arisawa, T ;

Asakawa, T ;

Ashmanskas, W ;

Atac, M ;

Azzi-Bacchetta, P ;

Bacchetta, N ;

Bagdasarov, S ;

Bailey, MW ;

de Barbaro, P ;

Barbaro-Galtieri, A ;

Barnes, VE ;

Barnett, BA ;

Barone, M ;

Bauer, G ;

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Behrends, S ;

Belforte, S ;

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Bensinger, J ;

Beretvas, A ;

Berge, JP ;

Berryhill, J ;

Bertolucci, S ;

Bettelli, S ;

Bevensee, B ;

Bhatti, A ;

Biery, K ;

Bigongiari, C ;

Binkley, M ;

Bisello, D ;

Blair, RE ;

Blocker, C ;

Blusk, S ;

Bodek, A ;

Bokhari, W ;

Bolla, G ;

Bonushkin, Y .

PHYSICAL REVIEW LETTERS, 1998, 81 (26) :5754-5759

[4] Top quark mass measurement using the template method in the lepton plus jets channel at CDF II -: art. no. 032003 [J].

Abulencia, A ;

Acosta, D ;

Adelman, J ;

Affolder, T ;

Akimoto, T ;

Albrow, MG ;

Ambrose, D ;

Amerio, S ;

Amidei, D ;

Anastassov, A ;

Anikeev, K ;

Annovi, A ;

Antos, J ;

Aoki, M ;

Apollinari, G ;

Arguin, JF ;

Arisawa, T ;

Artikov, A ;

Ashmanskas, W ;

Attal, A ;

Azfar, F ;

Azzi-Bacchetta, P ;

Azzurri, P ;

Bacchetta, N ;

Bachacou, H ;

Badgett, W ;

Barbaro-Galtieri, A ;

Barnes, VE ;

Barnett, BA ;

Baroiant, S ;

Bartsch, V ;

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Bedeschi, F ;

Behari, S ;

Belforte, S ;

Bellettini, G ;

Bellinger, J ;

Belloni, A ;

Ben-Haim, E ;

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Beretvas, A ;

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Bhatti, A ;

Binkley, M ;

Bisello, D ;

Bishai, M ;

Blair, RE ;

Blocker, C ;

Bloom, K .

PHYSICAL REVIEW D, 2006, 73 (03)

[5] Measurement of the inclusive jet cross section using the kT algorithm in p(p)over-bar collisions at √s=1.96 TeV [J].

Abulencia, A ;

Acosta, D ;

Adelman, J ;

Affolder, T ;

Akimoto, T ;

Albrow, MG ;

Ambrose, D ;

Amerio, S ;

Amidei, D ;

Anastassov, A ;

Anikeev, K ;

Annovi, A ;

Antos, J ;

Aoki, M ;

Apollinari, G ;

Arguin, J-F ;

Arisawa, T ;

Artikov, A ;

Ashmanskas, W ;

Attal, A ;

Azfar, F ;

Azzi-Bacchetta, P ;

Azzurri, P ;

Bacchetta, N ;

Bachacou, H ;

Badgett, W ;

Barbaro-Galtieri, A ;

Barnes, VE ;

Barnett, BA ;

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Bauer, G ;

Bedeschi, F ;

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Bhatti, A ;

Binkley, M ;

Bisello, D ;

Bishai, M ;

Blair, RE ;

Blocker, C ;

Bloom, K .

PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2006, 96 (12) :1-7

[6]

ABULENCIA A, 2005, PREPRINT

[7] Measurement of the cross section for t(t)over-bar production in p(p)over-bar collisions using the kinematics of lepton plus jets events -: art. no. 052003 [J].

Acosta, D ;

Adelman, J ;

Affolder, T ;

Akimoto, T ;

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Bloom, K ;

Blumenfeld, B ;

Bocci, A ;

Bodek, A .

PHYSICAL REVIEW D, 2005, 72 (05)

[8] First measurements of inclusive W and Z cross sections from Run II of the Fermilab Tevatron Collider -: art. no. 091803 [J].

Acosta, D ;

Affolder, T ;

Akimoto, T ;

Albrow, MG ;

Ambrose, D ;

Amerio, S ;

Amidei, D ;

Anastassov, A ;

Anikeev, K ;

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Blair, RE ;

Blocker, C ;

Bloom, K ;

Blumenfeld, B ;

Bocci, A ;

Bodek, A ;

Bolla, G ;

Bolshov, A ;

Booth, PSL .

PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2005, 94 (09)

[9] Underlying event in hard interactions at the Fermilab Tevatron p(p)over-barp collider -: art. no. 072002 [J].

Acosta, D ;

Affolder, T ;

Albrow, MG ;

Ambrose, D ;

Amidei, D ;

Anikeev, K ;

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Brubaker, E ;

Budagov, J ;

Budd, HS ;

Burkett, K ;

Busetto, G .

PHYSICAL REVIEW D, 2004, 70 (07)

[10] Measurement of the t(t)over-bar production cross section in p(p)over-bar collisions at √s=1.96 TeV using lepton plus jets events with secondary vertex b-tagging -: art. no. 052003 [J].

Acosta, D ;

Adelman, J ;

Affolder, T ;

Akimoto, T ;

Albrow, MG ;

Ambrose, D ;

Amerio, S ;

Amidei, D ;

Anastassov, A ;

Anikeev, K ;

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