Юшкевич Т. В. Пертурбативні та непертурбативні аспекти адронної фізики

Ця дисертація представляє комбіноване теоретичне та феноменологічне дослідження динаміки квантової хромодинаміки (КХД), зосереджуючись на двох взаємодоповнюючих аспектах. По-перше, метод багаточастинкових полів використовується для побудови моделей процесів розсіювання протонів (антипротонів). Для апроксимації внесків петлевих діаграм у рамках цієї системи використовується метод Лапласа, який пропонує практичний, але потребуючий вдосконалення обчислювальний інструмент. Ця робота демонструє, що метод багаточастинкових полів дозволяє побудувати динамічну модель для опису процесів розсіювання протонів як системи кварків, досягаючи якісної узгодженості з експериментальними спостереженнями. Зокрема, застосування методу Лапласа забезпечує наближений, хоча й обчислювально вимогливий, підхід до оцінки петлевих діаграм у цих рамках. Показано, що експериментально спостережувана немонотонна поведінка диференціального перерізу пружного розсіювання протонів як функції квадрата переданого імпульсу виникає через спінові ефекти, які, будучи включеними як у деревоподібні, так і в прості петлеві діаграми, призводять до якісної узгодженості з експериментальними даними. По-друге, розроблено методологію на основі спорідненості для дослідження кінематичного переходу між режимами поперечної залежності від імпульсу (TMD) та колінеарної факторизації в напівінклюзивному глибоконепружному розсіюванні (SIDIS). З цією метою пропонується детальна кінематична оцінка фазового простору SIDIS з використанням підходу на основі інструменту "афініті". Ця методологія дозволяє надійно ідентифікувати області з домінуванням TMD, колінеарних теорем факторизації, а також області де вони збігаються, що надає нові можливості для дослідження механізмів факторизації та процесів адронізації. Перехід від усереднених по бінах до розрахунків "афініті" для кожної події зберігає суттєві кореляції між непертурбативними параметрами, що призводить до більш надійної класифікації кінематичних областей. Аналіз показує, що область TMD є ширшою, ніж очікувалося раніше, особливо в межах кінематики JLab12, тоді як колінеарна область стає добре доступною лише при вищих енергіях, таких як у JLab22 та електронно-іонного коллайдера. У рамках використання "афініті" стала можливою ідентифікація окремих TMD, колінеарної та TMD-колінеарного узгодження областей, що відкриває нові перспективи для вивчення взаємодії між режимами факторизації. Результати цієї дисертації пропонують як теоретичні висновки, так і практичні інструменти для майбутніх досліджень структури нуклонів та процесів пружного розсіювання. Рекомендації для подальшого розвитку включають включення петльових діаграм вищого порядку в структуру розрахунків за методом багаточастинкових полів, вдосконалення обчислювальних методів, розширення аналізів на основі "афініті" на інші процеси та спрямування експериментальних зусиль через цільові кінематичні розрізи. Основні результати дисертаційної роботи викладено в 4 публікаціях, 3 з яких індексуються в наукометричній базі Scopus (2 статті опубліковано у виданні, віднесеному до першого квартилю (Q1) відповідно до класифікації SCImago Journal and Country Rank). Додатково результати висвітлено у 5 тезах доповідей на міжнародних конференціях. Основна мета цієї дисертації двояка: По-перше, розробити та протестувати динамічну модель розсіювання протонів на основі методу багаточастинкових полів, використовуючи метод Лапласа для оцінки внеску простих петльових діаграм. По-друге, побудувати та застосувати класифікаційну структуру на основі інструменту "афініті" для вивчення переходу між режимами TMD та колінеарної факторизації в SIDIS, можливо, досягши певного ступеня розуміння проміжної області, де очікується безперервне та плавне узгодження між прогнозами, отриманими з колінеарної схеми факторизації та схем TMD. Дисертація містить кілька оригінальних внесків. 1. Застосування теорії багаточастинкового поля – першого динамічного підходу – до моделювання протон-протонного та протон-антипротонного розсіювання, включаючи використання методу Лапласа для апроксимації петльових діаграм, являє собою новий обчислювальний підхід у цьому контексті. 2. Демонстрація спінових ефектів як джерела немонотонної поведінки в диференціальному пружному поперечному перерізі забезпечує нову фізичну інтерпретацію в рамках ефективної моделі. 3. Розробка методології на основі інструменту "афініті" для відображення TMD, колінеарних та областей збігу у фазовому просторі SIDIS є концептуальною та технічною інновацією. Перехід до класифікації спорідненості для кожної події покращує роздільну здатність кінематичних меж та зберігає кореляції в даних, які в іншому випадку усереднюються. 4. Результати показують, що режим TMD виходить за межі раніше вважаних меж, особливо при помірних енергіях (наприклад, JLab12), що свідчить про перегляд загальних кінематичних припущень, що використовуються в глобальних підгонках та експериментальних аналізах.