HERA 上的包容性喷注光生及 $\alpha_s$ 的确定

在 HERA 上利用 ZEUS 探测器，使用 $300\ \text{pb}^{-1}$ 的积分光度，测量了反应 $ep \to e+\text{jet}+X$ 中的包容性喷注截面，其光子虚度 $Q^2 < 1\ \text{GeV}^2$，光子-质子质心能量范围为 $142 < W(\gamma\text{-}p) < 293\ \text{GeV}$。在实验室系中使用 $k_T$、anti-$k_T$ 或 SIScone 喷注算法对喷注进行了识别。给出了喷注横能量 $E_T^{\text{jet}}$ 和赝快度 $\eta^{\text{jet}}$ 的单微分截面，喷注条件为 $E_T^{\text{jet}} > 17\ \text{GeV}$ 且 $-1 < \eta^{\text{jet}} < 2.5$。此外，还给出了在不同 $\eta^{\text{jet}}$ 区域内作为 $E_T^{\text{jet}}$ 函数的双微分包容性喷注截面测量结果。次领头阶 QCD 计算很好地描述了这些测量结果，但对于低 $E_T^{\text{jet}}$ 和高 $\eta^{\text{jet}}$ 的喷注除外。研究了与强子化无关的非微扰效应的影响。还给出了使用不同喷注算法的截面比值测量结果；包含直至 $O(\alpha_s^2)$ 项的计算很好地描述了所测比值。从测量结果中提取了 $\alpha_s(M_Z)$ 的值，并确定了该耦合的能量标度依赖性。基于 $k_T$ 喷注算法从测量中提取的 $\alpha_s(M_Z)$ 值为 $\alpha_s(M_Z) = 0.1206\ ^{+0.0023}_{-0.0022}\ (\text{exp.})\ ^{+0.0042}_{-0.0035}\ (\text{th.})$；来自 anti-$k_T$ 和 SIScone 算法的结果与该值兼容，且具有相近的精度。