Papers
Topics
Authors
Recent
Search
2000 character limit reached

Probing quark transverse momentum distributions in the Color Glass Condensate: quark-gluon dijets in Deep Inelastic Scattering at next-to-eikonal accuracy

Published 22 Mar 2023 in hep-ph | (2303.12691v2)

Abstract: We study the production, in Deep Inelastic Scattering at high energy, of a quark-gluon dijet induced by $t$-channel quark exchange with the target, which goes beyond the eikonal approximation. Throughout this study we follow the Color Glass Condensate approach, keep full dependence on the quark mass and consider the target to be unpolarized. We focus on the correlation limit in which the produced jets fly almost back-to-back and find a factorized expression for the cross section, for both longitudinal and transverse photons, involving the unpolarized quark transverse momentum dependent distribution. Quark-gluon dijets can be distinguished from other types of dijets at least in the heavy quark case, thanks to heavy flavor tagging. In that case, the dominant background is expected to come from the eikonal production of a quark-antiquark-gluon system. We propose experimental cuts to suppress that background contribution, making the process of quark-gluon dijet production in Deep Inelastic Scattering a new method to probe the quark transverse momentum dependent distribution at the Electron Ion Collider.

Definition Search Book Streamline Icon: https://streamlinehq.com
References (47)
  1. Y. V. Kovchegov and E. Levin, Quantum chromodynamics at high energy, Vol. 33 (Cambridge University Press, 2012).
  2. J. Collins, Foundations of perturbative QCD, Vol. 32 (Cambridge University Press, 2013).
  3. R. Boussarie et al.,   (2023), arXiv:2304.03302 [hep-ph] .
  4. C. Marquet, E. Petreska, and C. Roiesnel, JHEP 10, 065, arXiv:1608.02577 [hep-ph] .
  5. E. Petreska, Int. J. Mod. Phys. E 27, 1830003 (2018), arXiv:1804.04981 [hep-ph] .
  6. C. Marquet, C. Roiesnel, and P. Taels, Phys. Rev. D 97, 014004 (2018), arXiv:1710.05698 [hep-ph] .
  7. C. Marquet, B.-W. Xiao, and F. Yuan, Phys. Lett. B 682, 207 (2009), arXiv:0906.1454 [hep-ph] .
  8. Y. Hatta, B.-W. Xiao, and F. Yuan, Phys. Rev. D 106, 094015 (2022), arXiv:2205.08060 [hep-ph] .
  9. T. Altinoluk, R. Boussarie, and P. Kotko, JHEP 05, 156, arXiv:1901.01175 [hep-ph] .
  10. T. Altinoluk and R. Boussarie, JHEP 10, 208, arXiv:1902.07930 [hep-ph] .
  11. R. Boussarie and Y. Mehtar-Tani, Phys. Rev. D 103, 094012 (2021), arXiv:2001.06449 [hep-ph] .
  12. H. Fujii, C. Marquet, and K. Watanabe, JHEP 12, 181, arXiv:2006.16279 [hep-ph] .
  13. T. Altinoluk, C. Marquet, and P. Taels, JHEP 06, 085, arXiv:2103.14495 [hep-ph] .
  14. T. Altinoluk and A. Dumitru, Phys. Rev. D 94, 074032 (2016), arXiv:1512.00279 [hep-ph] .
  15. P. Agostini, T. Altinoluk, and N. Armesto, Eur. Phys. J. C 79, 600 (2019a), arXiv:1902.04483 [hep-ph] .
  16. P. Agostini, T. Altinoluk, and N. Armesto, Eur. Phys. J. C 79, 790 (2019b), arXiv:1907.03668 [hep-ph] .
  17. P. Agostini, T. Altinoluk, and N. Armesto, Phys. Lett. B 840, 137892 (2023), arXiv:2212.03633 [hep-ph] .
  18. T. Altinoluk and G. Beuf, Phys. Rev. D 105, 074026 (2022), arXiv:2109.01620 [hep-ph] .
  19. Y. V. Kovchegov, D. Pitonyak, and M. D. Sievert, Phys. Rev. D 95, 014033 (2017a), arXiv:1610.06197 [hep-ph] .
  20. Y. V. Kovchegov, D. Pitonyak, and M. D. Sievert, Phys. Rev. Lett. 118, 052001 (2017b), arXiv:1610.06188 [hep-ph] .
  21. Y. V. Kovchegov, D. Pitonyak, and M. D. Sievert, Phys. Lett. B 772, 136 (2017c), arXiv:1703.05809 [hep-ph] .
  22. Y. V. Kovchegov, D. Pitonyak, and M. D. Sievert, JHEP 10, 198, arXiv:1706.04236 [nucl-th] .
  23. Y. V. Kovchegov and M. D. Sievert, Phys. Rev. D 99, 054032 (2019), arXiv:1808.09010 [hep-ph] .
  24. F. Cougoulic and Y. V. Kovchegov, Phys. Rev. D 100, 114020 (2019), arXiv:1910.04268 [hep-ph] .
  25. Y. V. Kovchegov and Y. Tawabutr, JHEP 08, 014, arXiv:2005.07285 [hep-ph] .
  26. F. Cougoulic and Y. V. Kovchegov, Nucl. Phys. A 1004, 122051 (2020), arXiv:2005.14688 [hep-ph] .
  27. Y. V. Kovchegov, A. Tarasov, and Y. Tawabutr, JHEP 03, 184, arXiv:2104.11765 [hep-ph] .
  28. Y. V. Kovchegov and M. G. Santiago, JHEP 11, 200, [Erratum: JHEP 09, 186 (2022)], arXiv:2108.03667 [hep-ph] .
  29. Y. V. Kovchegov and M. G. Santiago, JHEP 11, 098, arXiv:2209.03538 [hep-ph] .
  30. G. A. Chirilli, JHEP 01, 118, arXiv:1807.11435 [hep-ph] .
  31. G. A. Chirilli, JHEP 06, 096, arXiv:2101.12744 [hep-ph] .
  32. I. Balitsky and A. Tarasov, JHEP 10, 017, arXiv:1505.02151 [hep-ph] .
  33. I. Balitsky and A. Tarasov, JHEP 06, 164, arXiv:1603.06548 [hep-ph] .
  34. I. Balitsky and A. Tarasov, JHEP 07, 095, arXiv:1706.01415 [hep-ph] .
  35. R. Boussarie and Y. Mehtar-Tani, Phys. Lett. B 831, 137125 (2022a), arXiv:2006.14569 [hep-ph] .
  36. R. Boussarie and Y. Mehtar-Tani, JHEP 07, 080, arXiv:2112.01412 [hep-ph] .
  37. J. Jalilian-Marian, Phys. Rev. D 96, 074020 (2017), arXiv:1708.07533 [hep-ph] .
  38. J. Jalilian-Marian, Phys. Rev. D 99, 014043 (2019), arXiv:1809.04625 [hep-ph] .
  39. J. Jalilian-Marian, Phys. Rev. D 102, 014008 (2020), arXiv:1912.08878 [hep-ph] .
  40. A. Accardi et al., Eur. Phys. J. A 52, 268 (2016), arXiv:1212.1701 [nucl-ex] .
  41. R. Abdul Khalek et al., Nucl. Phys. A 1026, 122447 (2022), arXiv:2103.05419 [physics.ins-det] .
  42. N. N. Nikolaev and B. G. Zakharov, Z. Phys. C 49, 607 (1991).
  43. T. Altinoluk, G. Beuf, and S. Mulani, in preparation .
  44. A. V. Belitsky, X. Ji, and F. Yuan, Nucl. Phys. B 656, 165 (2003), arXiv:hep-ph/0208038 .
  45. A. J. Larkoski, I. Moult, and B. Nachman, Phys. Rept. 841, 1 (2020), arXiv:1709.04464 [hep-ph] .
  46. R. Kogler et al., Rev. Mod. Phys. 91, 045003 (2019), arXiv:1803.06991 [hep-ex] .
  47. R. Angeles-Martinez et al., Acta Phys. Polon. B 46, 2501 (2015), arXiv:1507.05267 [hep-ph] .
Citations (14)

Summary

Paper to Video (Beta)

Whiteboard

No one has generated a whiteboard explanation for this paper yet.

Open Problems

We haven't generated a list of open problems mentioned in this paper yet.

Continue Learning

We haven't generated follow-up questions for this paper yet.

Collections

Sign up for free to add this paper to one or more collections.