Papers
Topics
Authors
Recent
Search
2000 character limit reached

High precision tests of QCD without scale or scheme ambiguities

Published 8 Jul 2023 in hep-ph and hep-th | (2307.03951v2)

Abstract: A key issue in making precise predictions in QCD is the uncertainty in setting the renormalization scale $\mu_R$ and thus determining the correct values of the QCD running coupling $\alpha_s(\mu_R2)$ at each order in the perturbative expansion of a QCD observable. It has often been conventional to simply set the renormalization scale to the typical scale of the process $Q$ and vary it in the range $\mu_R \in [Q/2,2Q]$ in order to estimate the theoretical error. This is the practice of Conventional Scale Setting (CSS). The resulting CSS prediction will however depend on the theorist's choice of renormalization scheme and the resulting pQCD series will diverge factorially. It will also disagree with renormalization scale setting used in QED and electroweak theory thus precluding grand unification. A solution to the renormalization scale-setting problem is offered by the Principle of Maximum Conformality (PMC), which provides a systematic way to eliminate the renormalization scale-and-scheme dependence in perturbative calculations. The PMC method has rigorous theoretical foundations, it satisfies Renormalization Group Invariance (RGI) and preserves all self-consistency conditions derived from the renormalization group. The PMC cancels the renormalon growth, reduces to the Gell-Mann--Low scheme in the $N_C\to 0$ Abelian limit and leads to scale- and scheme-invariant results. The PMC has now been successfully applied to many high-energy processes. In this article we summarize recent developments and results in solving the renormalization scale and scheme ambiguities in perturbative QCD. [full abstract is in the paper].

Definition Search Book Streamline Icon: https://streamlinehq.com
References (220)
  1. doi:10.5169/seals-112426.
  2. doi:10.1103/PhysRev.95.1300.
  3. doi:10.1016/0370-1573(79)90014-0.
  4. doi:10.1103/PhysRevD.2.1541.
  5. doi:10.1007/BF01877596.
  6. doi:10.1103/PhysRevD.20.1420.
  7. doi:10.1103/RevModPhys.52.199.
  8. doi:10.1016/0370-2693(81)90287-2.
  9. doi:10.1103/PhysRevD.23.2916.
  10. doi:10.1016/0550-3213(84)90307-9.
  11. doi:10.1016/0550-3213(82)90325-X.
  12. doi:10.1016/0370-2693(80)90402-5.
  13. doi:10.1103/PhysRevD.29.2315.
  14. doi:10.1103/PhysRevD.40.680.
  15. doi:10.1103/PhysRevD.28.228.
  16. arXiv:1512.08173, doi:10.1103/PhysRevD.94.054031.
  17. arXiv:1612.01455, doi:10.1103/PhysRevD.95.116013.
  18. doi:10.1103/PhysRevLett.44.1569.
  19. arXiv:1602.00695, doi:10.1007/JHEP05(2016)058.
  20. arXiv:2010.11906, doi:10.1007/JHEP03(2021)029.
  21. doi:10.1103/PhysRevD.10.3235.
  22. doi:10.1016/0370-2693(77)90145-9.
  23. arXiv:hep-ph/9807443, doi:10.1016/S0370-1573(98)00130-6.
  24. arXiv:0907.1984, doi:10.1103/PhysRevD.80.074036.
  25. doi:10.1016/0370-2693(91)90494-B.
  26. doi:10.1016/0550-3213(93)90271-P.
  27. arXiv:hep-ph/9604351, doi:10.1016/0550-3213(96)00399-9.
  28. arXiv:hep-ph/0612073, doi:10.1016/j.physletb.2007.06.034.
  29. arXiv:1102.0331, doi:10.1103/PhysRevD.84.034017.
  30. arXiv:1412.2126, doi:10.1007/JHEP05(2015)102.
  31. arXiv:1006.3080, doi:10.1103/PhysRevD.83.074021.
  32. arXiv:hep-ph/9707543, doi:10.1016/S0370-2693(97)01209-4.
  33. arXiv:1005.2058, doi:10.1016/j.physletb.2010.06.005.
  34. doi:https://doi.org/10.1016/S0003-4916(97)90003-8. URL https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0003491697900038
  35. doi:10.1103/PhysRevD.18.3998.
  36. doi:10.1103/PhysRevLett.42.1435.
  37. doi:10.1016/0550-3213(72)90279-9.
  38. arXiv:2004.12068, doi:10.1088/1674-1137/abae4e.
  39. arXiv:1208.0700, doi:10.1103/PhysRevD.86.054018.
  40. arXiv:1302.0599, doi:10.1016/j.ppnp.2013.06.001.
  41. doi:10.1103/PhysRevD.29.2822.
  42. doi:10.1142/S0217751X91001647.
  43. arXiv:1604.08082, doi:10.1016/j.ppnp.2016.04.003.
  44. doi:10.1007/BF01282948.
  45. arXiv:1107.0338, doi:10.1103/PhysRevD.86.085026.
  46. arXiv:1111.6175, doi:10.1103/PhysRevD.85.034038.
  47. arXiv:1203.5312, doi:10.1103/PhysRevLett.109.042002.
  48. arXiv:2205.03689.
  49. arXiv:1212.0049, doi:10.1103/PhysRevLett.110.192001.
  50. arXiv:1304.4631, doi:10.1103/PhysRevD.89.014027.
  51. arXiv:1405.3196, doi:10.1088/0034-4885/78/12/126201.
  52. arXiv:1903.12177, doi:10.1016/j.ppnp.2019.05.003.
  53. arXiv:1305.6524, doi:10.1103/PhysRevD.88.036003.
  54. arXiv:1405.6244, doi:10.1103/PhysRevD.90.045011.
  55. arXiv:1206.2366, doi:10.1103/PhysRevD.86.065032.
  56. arXiv:1206.6895, doi:10.1103/PhysRevD.86.085005.
  57. P. M. Stevenson, ‘Maximal conformality’ is nonsense (8 2023). arXiv:2308.05072.
  58. arXiv:1802.09154, doi:10.1103/PhysRevD.97.094030.
  59. arXiv:1412.8514, doi:10.1103/PhysRevD.91.034006.
  60. arXiv:1707.09886, doi:10.1103/PhysRevD.97.036024.
  61. arXiv:2307.03951.
  62. arXiv:2109.12356, doi:10.1016/j.nuclphysb.2023.116150.
  63. arXiv:2002.10993, doi:10.1103/PhysRevD.102.014005.
  64. arXiv:2303.00723.
  65. arXiv:1705.02384, doi:10.1016/j.physletb.2017.07.024.
  66. arXiv:1605.02572, doi:10.1103/PhysRevD.94.053003.
  67. arXiv:1311.5106, doi:10.1088/0954-3899/41/7/075010.
  68. arXiv:1811.09179, doi:10.1088/1674-1137/43/9/093102.
  69. arXiv:1308.6364, doi:10.1140/epjc/s10052-014-2825-3.
  70. arXiv:1507.03222, doi:10.1088/0954-3899/43/7/075001.
  71. arXiv:1801.01414, doi:10.1088/1361-6471/aace6f.
  72. arXiv:2109.11754, doi:10.1088/1674-1137/ac92da.
  73. arXiv:2209.13364, doi:10.1088/1361-6471/acb281.
  74. arXiv:1204.1405, doi:10.1103/PhysRevD.86.014021.
  75. arXiv:1205.1232, doi:10.1103/PhysRevD.85.114040.
  76. arXiv:1410.1607, doi:10.1103/PhysRevD.90.114034.
  77. arXiv:1508.03739, doi:10.1103/PhysRevD.93.014004.
  78. arXiv:1703.03583, doi:10.1140/epjc/s10052-018-5688-1.
  79. arXiv:2011.00535, doi:10.1088/1674-1137/ac1bfd.
  80. arXiv:2202.09978, doi:10.1140/epjc/s10052-023-11224-4.
  81. arXiv:2302.08153, doi:10.3390/universe9040193.
  82. arXiv:1209.1353, doi:10.1103/PhysRevLett.110.041601.
  83. arXiv:1308.2381, doi:10.1007/JHEP10(2013)117.
  84. arXiv:1504.06471, doi:10.1103/PhysRevD.91.114009.
  85. arXiv:1406.1852, doi:10.1103/PhysRevD.90.037503.
  86. arXiv:2008.07362, doi:10.1140/epjc/s10052-021-09092-x.
  87. arXiv:1902.01984, doi:10.1103/PhysRevD.99.114020.
  88. arXiv:1908.00060, doi:10.1103/PhysRevD.100.094010.
  89. arXiv:2002.01789, doi:10.1103/PhysRevD.102.014015.
  90. arXiv:2104.12132, doi:10.1016/j.physletb.2021.136728.
  91. arXiv:2112.06212, doi:10.1007/JHEP09(2022)137.
  92. arXiv:1402.0975, doi:10.1103/PhysRevD.89.116001.
  93. arXiv:2105.07230, doi:10.1016/j.physletb.2021.136574.
  94. arXiv:1501.04688, doi:10.1007/JHEP06(2015)169.
  95. arXiv:1904.04517, doi:10.1140/epjc/s10052-019-7158-9.
  96. arXiv:1301.2992, doi:10.1016/j.nuclphysb.2013.09.003.
  97. arXiv:1807.04503, doi:10.1103/PhysRevD.98.094001.
  98. arXiv:2007.14553, doi:10.1007/JHEP01(2021)131.
  99. arXiv:1401.4268, doi:10.1088/0256-307X/31/5/051202.
  100. arXiv:1709.08072, doi:10.1140/epjc/s10052-018-5560-3.
  101. arXiv:1911.05342, doi:10.1140/epjc/s10052-020-7967-x.
  102. arXiv:2105.13210, doi:10.1140/epjc/s10052-021-09424-x.
  103. arXiv:2112.01200, doi:10.1088/0256-307X/39/7/071201.
  104. arXiv:1408.1158, doi:10.1016/j.physletb.2015.07.044.
  105. arXiv:1804.06106, doi:10.1103/PhysRevD.97.094034.
  106. doi:10.1093/ptep/ptaa104.
  107. arXiv:1907.06610, doi:10.1103/PhysRevD.100.074013.
  108. doi:10.1063/1.1724268.
  109. doi:10.1103/PhysRev.133.B1549.
  110. doi:10.1007/BF02756527.
  111. doi:10.1007/BF02895558.
  112. doi:10.1016/0550-3213(73)90376-3.
  113. doi:10.1103/PhysRevD.8.3497.
  114. arXiv:hep-ph/0405193, doi:10.1016/j.nuclphysb.2005.01.011.
  115. doi:10.1103/PhysRevLett.31.851.
  116. doi:10.1103/PhysRevLett.30.1343.
  117. doi:10.1103/PhysRevLett.30.1346.
  118. doi:10.1103/PhysRevLett.33.244.
  119. doi:10.1016/0550-3213(74)90093-5.
  120. arXiv:1010.4798, doi:10.1103/PhysRevD.82.116009.
  121. arXiv:hep-ph/9302208, doi:10.1016/0370-2693(93)91441-O.
  122. arXiv:hep-ph/9701390, doi:10.1016/S0370-2693(97)00370-5.
  123. arXiv:1606.08659, doi:10.1103/PhysRevLett.118.082002.
  124. arXiv:1709.02354, doi:10.1103/PhysRevD.97.116007.
  125. doi:10.1093/ptep/ptac097.
  126. doi:10.1016/0550-3213(82)90035-9.
  127. arXiv:hep-ph/9806462, doi:10.1088/1126-6708/1998/07/007.
  128. arXiv:1706.06422, doi:10.1103/PhysRevD.96.105018.
  129. doi:10.1002/prop.19720200502.
  130. doi:10.1016/0370-2693(94)90290-9.
  131. arXiv:hep-ph/9503411, doi:10.1103/PhysRevLett.74.4380.
  132. arXiv:hep-ph/9611453, doi:10.1103/PhysRevD.56.68.
  133. arXiv:hep-ph/0607202, doi:10.1103/PhysRevLett.97.042001.
  134. arXiv:hep-lat/0504017, doi:10.1103/PhysRevD.74.034505.
  135. arXiv:hep-ph/0007088.
  136. doi:10.1016/0370-2693(77)90651-7.
  137. doi:10.1016/0550-3213(77)90026-8.
  138. arXiv:hep-ph/9610209, doi:10.1103/PhysRevLett.78.602.
  139. arXiv:hep-ph/9812205, doi:10.1016/S0370-2693(99)00010-6.
  140. arXiv:0809.1927, doi:10.1016/j.physletb.2008.08.070.
  141. arXiv:0911.4742, doi:10.1103/PhysRevLett.104.112002.
  142. arXiv:0911.4335, doi:10.1103/PhysRevLett.104.112003.
  143. arXiv:1507.03547, doi:10.1103/PhysRevD.92.054008.
  144. arXiv:hep-th/9712244, doi:10.1103/PhysRevLett.80.4119.
  145. arXiv:hep-ph/9411260, doi:10.1016/0550-3213(94)00574-X.
  146. arXiv:hep-ph/9706430, doi:10.1103/PhysRevLett.79.2184.
  147. arXiv:1407.8131, doi:10.1016/j.physrep.2015.05.001.
  148. arXiv:hep-ph/9211254, doi:10.1103/PhysRevD.48.3310.
  149. arXiv:hep-ph/0607209, doi:10.1016/j.ppnp.2006.09.001.
  150. arXiv:1303.6065, doi:10.22323/1.177.0002.
  151. doi:10.1016/0370-2693(92)90404-R.
  152. doi:10.1103/PhysRevD.46.2228.
  153. arXiv:hep-ph/9801330, doi:10.1103/PhysRevD.58.116006.
  154. doi:10.1016/0370-2693(91)91681-K.
  155. doi:10.1103/PhysRevD.45.1217.
  156. arXiv:hep-ph/9508274, doi:10.1016/0370-2693(95)01070-7.
  157. arXiv:hep-ph/9405218, doi:10.1103/PhysRevD.51.3652.
  158. doi:10.1103/PhysRevLett.28.1421.
  159. arXiv:hep-ph/9308274, doi:10.1016/0370-2693(93)90177-J.
  160. arXiv:1001.3606, doi:10.1103/PhysRevLett.104.132004.
  161. arXiv:hep-ph/9512367, doi:10.1016/0370-2693(96)00057-3.
  162. arXiv:hep-ph/9411229, doi:10.1016/0370-2693(95)00184-M.
  163. arXiv:hep-ph/9502300, doi:10.1016/0550-3213(95)00392-6.
  164. arXiv:hep-ph/9412265, doi:10.1103/PhysRevD.51.5924.
  165. arXiv:hep-ph/0411397, doi:10.1088/1126-6708/2007/06/009.
  166. arXiv:1408.0122, doi:10.1103/PhysRevD.91.014007.
  167. arXiv:1505.04958, doi:10.1016/j.physletb.2015.06.056.
  168. arXiv:2010.08910, doi:10.1088/1674-1137/ac1934.
  169. arXiv:1508.02332, doi:10.1007/s11467-015-0518-5.
  170. arXiv:1701.08245, doi:10.1103/PhysRevD.95.094006.
  171. arXiv:0807.3241, doi:10.1103/PhysRevLett.101.162001.
  172. arXiv:0904.1077, doi:10.1088/1126-6708/2009/06/041.
  173. arXiv:hep-ph/0602199, doi:10.1103/PhysRevD.74.054016.
  174. arXiv:hep-ex/0603011, doi:10.1088/0034-4885/69/6/R04.
  175. doi:10.1140/epjc/s2004-01891-4.
  176. arXiv:hep-ex/0307048, doi:10.1140/epjc/s2003-01198-0.
  177. arXiv:hep-ex/0503051, doi:10.1140/epjc/s2005-02120-6.
  178. arXiv:hep-ex/0406049, doi:10.1016/j.physrep.2004.07.002.
  179. arXiv:hep-ex/9501003, doi:10.1103/PhysRevD.51.962.
  180. doi:10.1016/0550-3213(81)90165-6.
  181. doi:10.1016/0370-2693(81)90563-3.
  182. doi:10.1016/0550-3213(81)90276-5.
  183. doi:10.1007/BF01578281.
  184. doi:10.1103/PhysRevD.46.1980.
  185. arXiv:hep-ph/9602277, doi:10.1016/0370-2693(96)00425-X.
  186. arXiv:1402.4140, doi:10.1016/j.cpc.2014.07.024.
  187. arXiv:0707.1285, doi:10.1103/PhysRevLett.99.132002.
  188. arXiv:0711.4711, doi:10.1088/1126-6708/2007/12/094.
  189. arXiv:1606.03453, doi:10.1103/PhysRevD.94.074019.
  190. arXiv:1603.08927, doi:10.1103/PhysRevLett.117.152004.
  191. arXiv:hep-ph/0004189, doi:10.1016/S0010-4655(00)00155-7.
  192. arXiv:1401.6809, doi:10.1140/epjc/s10052-014-2896-1.
  193. arXiv:hep-ph/0611341, doi:10.1103/PhysRevD.75.085018.
  194. arXiv:2002.04914, doi:10.1016/j.physrep.2020.07.002.
  195. arXiv:1608.00068, doi:10.1103/PhysRevD.94.105014.
  196. arXiv:1610.00387, doi:10.1103/PhysRevD.94.125005.
  197. arXiv:0906.3436, doi:10.1088/1126-6708/2009/08/036.
  198. arXiv:1501.04111, doi:10.1103/PhysRevD.91.094018.
  199. arXiv:hep-ph/0312283, doi:10.1088/0954-3899/30/5/R01.
  200. doi:10.1103/PhysRevD.98.030001.
  201. arXiv:1411.6633, doi:10.1103/PhysRevD.91.094017.
  202. arXiv:hep-ex/0505072, doi:10.1140/epjc/s2005-02389-3.
  203. arXiv:0801.1821, doi:10.1103/PhysRevLett.101.012002.
  204. arXiv:1206.1284, doi:10.1007/JHEP07(2012)017.
  205. arXiv:1206.1288, doi:10.1016/j.physletb.2012.06.052.
  206. doi:10.1007/BF01550938.
  207. arXiv:2207.00754, doi:10.1103/PhysRevD.106.114036.
  208. arXiv:hep-ph/0507078, doi:10.1103/RevModPhys.78.1043.
  209. arXiv:hep-ex/0506072, doi:10.1016/j.physrep.2005.06.007.
  210. doi:10.1103/PhysRevD.16.703.
  211. arXiv:hep-ph/0511063, doi:10.1103/PhysRevLett.96.012003.
  212. arXiv:1105.5152, doi:10.1007/JHEP09(2011)039.
  213. arXiv:2006.16293, doi:10.1140/epjc/s10052-020-08545-z.
  214. arXiv:2106.04585, doi:10.1007/JHEP09(2021)122.
  215. arXiv:2209.03546, doi:10.1140/epjc/s10052-023-11531-w.
  216. arXiv:1208.2103, doi:10.1134/S1547477113030138.
  217. arXiv:1807.11144, doi:10.1140/epjc/s10052-019-6704-9.
  218. arXiv:1312.1501, doi:10.1140/epjc/s10052-014-2803-9.
  219. doi:10.1103/PhysRev.48.49.
  220. doi:10.1103/PhysRev.48.55.
Citations (12)

Summary

No one has generated a summary of this paper yet.

Paper to Video (Beta)

No one has generated a video about this paper yet.

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.