质子粲含量的确定

我们给出了一个对质子粲含量的无偏确定，其中粲部分子分布函数（PDF）在全局PDF分析中与轻夸克和胶子处于同等地位进行参数化。该确定依赖于FONLL方案中深度非弹性结构函数的计算，并推广以考虑大质量粲初态贡献。与通常假设粲PDF由胶子和轻夸克辐射微扰产生、在粲质量$m_c$取值所设定的尺度上消失的情况不同，我们发现拟合的粲PDF在$Q\sim 1.5\ \mathrm{GeV}$尺度上对所有$x\lesssim 0.1$在不确定度范围内消失，而与系数函数中使用的$m_c$值无关。我们还发现一些证据表明，在大$x\gtrsim 0.1$和低尺度下粲PDF并不消失，而是具有一个"内禀"成分，标度依赖性极弱且几乎与$m_c$值无关，携带质子总动量的约1%。其他所有PDF的不确定度仅因拟合粲的引入而略微增大，而这些PDF对$m_c$的依赖性显著降低。当纳入EMC粲结构函数数据集后，拟合对其描述良好，拟合粲PDF的不确定度显著减小，但我们验证了排除EMC数据不会定性改变我们的任何结论。相对于$m_c$的稳定性在高尺度下依然保持，这是我们的结果对LHC现象学的主要启示。拟合粲PDF修改了诸如高$p_T$和大快度粲对产生以及$Z+c$产生等过程的预言，因此我们期望未来的LHC数据将进一步约束质子的粲含量。