На первый взгляд это кажется парадоксальным, но это факт: в высокоэнергетических реакциях фотон ведет себя так же, как и адроны. Поэтому высокоэнергетические столкновения фотонов могут анализироваться так же, как и столкновения адронов. Для фотона, так же, как и для протона, можно ввести партонные плотности, в столкновении фотонов при большой энергии ключевую роль играет все тот же Померон, а при сверхвысоких энергиях в этой реакции также наступает явление насыщения партонов. Именно последнее явление и рассматривается в данной статье с точки зрения БФКЛ динамики.

Авторы отмечают, что их работа подтверждает анализ, проведенный в hep-ph/0206241 (см. наш комментарий), и противоречит заключениям работы hep-ph/0207335 (см. наш комментарий).

Сага об унитаром пределе в теории поля. Унитарный предел, или граница Фруассара, это строгое ограничение сверху на рост сечению любых реакций при очень асимптотически энергиях. При таких энергиях наступает режим насыщения взаимодействия: переносчикам взаимодействия становится так тесно, что они мешают друг другу, и наступает совершенно новый режим взаимодействия. Аккуратно это режим не обсчитаешь, но зато в этом случае есть кое-какие строгие теоремы. Теорема о границе Фруассара -- одна из таких теорем.

Данный обзор, а точнее, рассказ начинается с симметрийных соображений в духе пифагорейских традиций. Затем автор переходит к квантовой теории поля и дает вывод границы Фруассара во все более строгих формулировках. Он показывает, что модный в последнее время в космологии голографический принцип (максимально возможное количество информации, которое можно заключить в какой-то объем, пропорционально не самому объему, а площади охватывающей его поверхности) на самом деле содержится в унитарном пределе есть следствие локальной квантовой теории поля. Затем автор излагает границу Фруассара, обобщенную на случай нескольких частиц, и наконец обсуждает экспериментальные данные.

В этой статье перед нами разворачивается интересная дискуссия, касающаяся асимптотического поведения адронных сечений с ростом энергии. Основная проблема с этой асимптотикой заключается в следующем. С одной стороны, в квантовой теории поля есть строгое утверждение, говорящее о том, что никакое сечение не может расти с энергией быстрее, чем квадрат логарифма энергии. С другой стороны, многих теоретические модели, описывающие сильное взаимодействие, (среди них и КХД) предсказывают степенной рост адронных сечений. Таким образом, появляется проблема унитаризации: как "подправить" модель, чтобы она не приводила к парадоксам.

Одним из главных методов решения этой задачи является использование нелинейных (вместо линейных) уравнений эволюции. Грубо говоря, нелинейность здесь означает, что при сверхвысоких энергиях отдельные партоны в сталкивающихся адронах начинают друг другу мешать, и это сдерживает рост сечений. Однако все равно остается вопрос -- достаточно ли эффективно то или иное уравнение сдерживает рост сечений? Удовлетворяет ли оно унитарному пределу?

Данная работа -- это одна из статей авторов, в которой они показывают, что нелинейное уравнение Балицкого-Ковчегова не удовлетворяет унитарному соотношению. Кроме того, авторы показывают, что критика их работ, появившаяся в hep-ph/0206241 (см. наш комментарий к этой статье), несостоятельна.

а также

В данных статьях описываются результаты недавнего вычисления next-to-leading order поправок к уравнению БФКЛ в рамках различных схем вычитания. Описывается применение результатов к расчету конкретных процессов, к частности, к расчету высокоэнергетического поведения фотон-фотонного взаимодействия. Хотя первая статья "заявлена" как "лекция", я бы это нормальной, доходчивой лекцией не назвал.

Асимптотическое поведение полных сечений рассеяния различных адронов друг на друге (например, pp, p-анти-p, gamma p, и т.д.) при сверхвысоких энергиях -- обособленная область физики сильных взаимодействий. Дело в том, что при таких энергиях практически стирается различие между различными частицами, наступает режим универсальности. Слова "Померон", "насыщение", "унитарный предел" как раз характеризуют этот режим. Именно благодаря своей исключительной универсальности, этот режим привлекает внимание многих теоретиков. Данная работа представляет собой некое обобщение ("давайте остановимся и подумаем") как теоретических моделей, так и экспериментальных данных в этой области. На основании тщательного анализа имеющихся данных предсказываются свойства сечений для энергий RHIC, Тэватрон и LHC.

Кстати, отмечу забавную тенденцию последних лет -- все чаще и чаще появляются коллаборации физиков-теоретиков. Эта статья также подготовлена теоретической коллаборацией COMPETE.

И снова речь про асимптотику адронных сечений при сверхвысоких энергиях.

Известно, что Померон сам по себе нарушает унитарность при сверхвысоких энергиях. Уже давно подозревалось, что унитаризация однопомеронного обмена (т.е. включение многопомеронных обменов) должна ослабить рост сечений и "загнать" его под унитарный предел. В данной работе этот переход, похоже, представлен в явном виде. Для этого авторам пришлось рассмотреть нелинейные уравнения эволюции, возникающие в Color Glass Condensate модели. Получено в точность логарифм-в-квадрате поведение, с коэффициентом, выражающимся через массу пиона и интерсепт уравнения BFKL. Интересно, как авторы этой работы соотносят свои результаты с выводами работы hep-ph/0206214: ведь в той работе показывается, что масса пиона тут не при чем.

Еще одна работа, посвященная поведению адронных сечений при асимптотически высоких энергиях. В ней слегка модифицируется вывод унитарного предела (максимально возможной скорости роста любых сечений), а именно, предполагается, что при высоких энергиях не пионы, а глюболы (=Померон) являются главной степенью свободы в t-канале. Полученные результаты среавниваются с наблюдаемыми данными. Отмечается совпадение некоторых новых предсказаний с опытом.

Анализ поведения полных протон-протонных и протон-антипротонных сечений при больших энергиях очень интересен, поскольку может дать информацию о структуре померона и о возможном присутствии оддерона. Обычно, при изучении этих столкновений принимается во внимание только сильное взаимодействие между частицами. Однако протоны и антипротоны заряжены -- и это обязано приводить к дополнительному различию сечений pp и p-anti-p. В данной работе исследуется, к какие эффектам приводит учет кулоновского взаимодействия, и показывается, что включение электромагнитной составляющей заметно улучшает описание экспериментальных данных.

Отмечу и еще одну статью по этой теме, содержащий анализ полных pp и p-anti-p сечений при больших энергиях:
hep-ph/0206028
Analyticity Relations at High Energies and Forward Scattering
Authors: R. F. Avila, E. G. S. Luna, M. J. Menon
Comments: 11 pages, 9 figures