摘要: 在现代粒子物理实验中，强子对撞机扮演着非常重要的角色，尤其是即将投入运行的大型强子对撞机(LHC)是迄今为止最强大的对撞机，而量子色动力学(QCD)对于强子对撞机上的任何散射过程都非常重要，其高阶效应是正确的理论预言所不可或缺的，特别对于背... 展开 在现代粒子物理实验中，强子对撞机扮演着非常重要的角色，尤其是即将投入运行的大型强子对撞机(LHC)是迄今为止最强大的对撞机，而量子色动力学(QCD)对于强子对撞机上的任何散射过程都非常重要，其高阶效应是正确的理论预言所不可或缺的，特别对于背景相对较大的过程，它对信号的精确理论预言起着关键的作用。 本文深入系统地讨论微扰QCD在强子对撞机上的应用，重点讨论直到所有阶的软胶子效应的重求和方法及其应用。我们首先介绍QCD的历史和基本理论框架，包括QCD的重整化群方程和渐进自由性质，另外我们还扼要介绍作为强子散射过程计算基础的因子化定理。接着，我们介绍QCD中的软胶子重求和(Resummation)方法，特别是阈值重求和(Threshold Resummation)方法，并给出了在Drell-Yah类型过程中的主要公式。在以上理论基础介绍之后，我们研究了强子对撞机上作为超对称的重要信号，Chargino和Neutralino联合产生过程的高阶QCD效应，它们包括次领头阶QCD效应和QCD的阈值重求和效应。我们发现，次领头阶QCD效应一般为百分之几十，这个结果与文献上报道的有关结果一致。而阈值重求和效应，相对于次领头阶的结果，对于LHC上～+X1～0X2和～X1-～0X2联合产生的总截面分别增加3.6％和3.9％，而对于Tevatron上～X1±～0X2联合产生的总截面可以增加4.7％。我们还发现，对于不变质量的分布，上述重求和效应在大不变质量的区域是比较显著的；此外，阈值重求和效应还可以把LHC(Tevatron)上的总截面对标度的依赖性从次领头阶的7％(11％)减小到5％(4％)。上述结果表明，虽然阈值重求和效应对截面的修正只有百分之几，但对于降低理论预言对标度的依赖性有重要作用，这对于精确的理论预言是必不可少的。接下来，我们重点讨论了对于QCD的值重求和方法，在Sudakov因子中的Landau极点的问题。由于它涉及到非微扰区域的物理，因此通常的做法是在计算中引入某种近似从而避开了Landau极点，但如果Landau极点所涉及的非微扰效应比较显著，则由此得到的阈值重求和效应的预言将变得不可靠。因此，我们通过对联合重求和(Joint Resummation)中Sudakov因子的渐进行为的深入分析，首次提出了一组描述阈值重求和中非微扰效应的修正项，它们以因子化的形式作用于Sudakov因子，其中引入了三个参数来表征其非微扰特征；并通过把加入了这些修正项的重求和理论预言与三组比较精确的Drell-Yan实验数据做拟合，确定了上述三个非微扰参数的大小。我们还将引入了上述非微扰效应的阈值重求和理论预言和实验符合的情况，与其它几种未包含非微扰效应的QCD高阶预言的结果和实验符合的情况做了比较，发现，为了让阈值重求和方法能够准确的描述低能(√S=38.76 GeV)的Drell-Yah实验，上述非微扰修正项的贡献是必不可少的，在某些情况下，非微扰效应可以达到50％以上。我们的结果还表明，尽管对于Tevatron和LHC的大转移动量过程，上述非微扰效应基本可以忽略；但是，对于美国Brookhaven国家实验室的相对论重离子对撞机(RHIC，√S=200 GeV)和德国FAIR(Faeility of Antiproton and Ion Research)实验室的PANDA(√S=2-5，5 GeV)等强子对撞机而言，这些非微扰效应就变得重要起来，特别是对于其上的小不变质量的Drell-Yan类型过程的理论预言，为了和相应的实验结果一致，它们可能起着关键的作用。 收起