A study on helicity amplitudes for collider physics

Abstract

CERN의 거대 강입자 가속기(LHC)에서 양성자를 가속시켜 충돌하는 실험이 진행중이다. 이 실험 결과가 표준모형과 새로운 물리 이론의 검증에 결정적인 역할을 할 것으로 기대되고있다. 실험 결과의 분석을 위해서는 양자색역학(QCD)이 고에너지에서 어떤 현상을 나타나는지 잘 이해하는 것이 중요하다. 특히 고에너지 강입자 가속기에서는 많은 글루온이 생성되고 이들의 상호작용이 빈번히 발생하므로 여러개의 글루온이 참여하는 충돌의 진폭을 구할 수 있어야 한다. 그런데 기존의 방법으로는 진폭 계산이 매우 복잡하므로 입자의 헬리시티(나선도) 정보를 이용하여 효율적으로 계산하는 방법을 공부하였다. 질량이 없고 스핀이 1/2과 1 인 입자를 헬리시티 상태를 이용하여 나타내고 최대 헬리시티 깨짐(MHV) 공식과 BCFW 방법을 이용하여 진폭을 구하는 효율적인 방법에 대해 공부하였다. 이러한 방법이 고에너지 강입자 가속기에서 양자색역학의 현상 분석을 위한 시늉에 활용되고 있으며 이를 통해 보다 정밀한 데이터 분석이 가능해지고 있다.