Photon bremsstrahlung and diffusive broadening of a hard jet
Notice bibliographique
Résumé
The photon bremsstrahlung rate from a quark jet produced in deep-inelastic scattering (DIS) off a large nucleus is studied in the collinear limit. The leading medium-enhanced higher twist corrections that describe the multiple scattering of the jet in the nucleus are re-summed to all orders of twist. The propagation of the jet in the absence of further radiative energy loss is shown to be governed by a transverse momentum diffusion equation. We compute the final photon spectrum in the limit of soft photons, taking into account the leading and next-to-leading terms in the photon momentum fraction $y$. In this limit, the photon spectrum in a physical gauge is shown to arise from two interfering sources: one where the initial hard scattering produces an off-shell quark, which immediately radiates the photon and then undergoes subsequent soft rescattering, and an alternative in which the quark is produced on-shell and propagates through the medium until it is driven off-shell by rescattering and radiates the photon. Our result has a simple formal structure as a product of the photon splitting function, the quark transverse momentum distribution coming from a diffusion equation, and a dimensionless factor that encodes the effect of the interferences encountered by the propagating quark over the length of the medium. The destructive nature of such interferences in the small-$y$ limit is responsible for the origin of the Landau-Pomeranchuck-Migdal (LPM) effect. Along the way we also discuss possible implications for quark jets in hot nuclear matter.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
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