蒙特卡洛事件生成器的顶夸克质量标定——一项更新

我们推广并更新了先前基于共振区中 boosted $t\bar t$ 产生的 $e^+e^-$ 强子级 2-jettiness $\tau_2$ 分布、用于将 PYTHIA 8.205 顶质量参数 $m_t^{\rm MC}$ 与 MSR 质量 $m_t^{\rm MSR}(R)$ 和极点质量 $m_t^{\rm pole}$ 相关联的蒙特卡洛(MC)事件生成器顶夸克质量标定框架。当前最精确的直接顶质量测量专门确定 $m_t^{\rm MC}$。更新后的框架加入了形状变量 jet 质量之和 $\tau_s$ 与修正 jet 质量 $\tau_m$,并处理了另外两种 gap 减除方案以去除与 Large-angle 软辐射相关的 ${\cal O}(\Lambda_{\rm QCD})$ renormalon(重正化子)。这些推广需要实现更通用的 shape-function(形状函数)拟合流程,并考虑某类 $(m_t/Q)^2$ 幂次修正,以获得与 gap 方案和观测量无关的结果。理论描述采用 next-to-next-to-logarithmic 阶(N$^2$LL)的 boosted 重夸克有效理论(bHQET),匹配到 N$^2$LL 的软共线有效理论(SCET)和 next-to-leading order(NLO)的完整 QCD,并包含主导的顶夸克宽度效应。此外,软件框架已现代化以使用标准文件和事件记录格式。我们通过将新框架应用于 PYTHIA 8.205、HERWIG 7.2 和 SHERPA 2.2.11 来更新顶质量标定结果。尽管三种生成器对同一顶质量参数 $m_t^{\rm MC}$ 值产生的强子级共振位置差异显著,但标定表明这些差异源于强子化建模。事实上,我们发现对于三种生成器,$m_t^{\rm MC}$ 在 $200$ MeV 内与 $m_t^{\rm MSR}(1\,\mbox{GeV})$ 一致,且与极点质量相差 $350$ 至 $600$ MeV。