介子Ultrarelativistic重离子碰撞中光生

文摘

包容性的横动量分布介子由光生gluon-gluon交互过程描述相对论重离子碰撞计算。我们认为color-singlet (CS)和color-octet (CO)组件的框架内非相对论量子色动力学(11)在重夸克偶素的生产。color-singlet的现象学的矩阵元素值和color-octet组件给重夸克偶素的主要贡献生产gluon-gluon交互排放造成的额外的胶子的初始状态。数值结果表明,光生过程的贡献不能忽略midrapidity p p和Pb-Pb碰撞在大型强子对撞机(LHC)的能量。

1。介绍

重夸克偶素是一种多尺度系统可以探测所有政权的量子色动力学(量子色)和现在的理想实验室测试扰乱性的相互作用和nonperturbative量子色在一个控制环境。近年来,许多测量报告已经出版的爱丽丝协作(1,2],CMS协作[3,4),阿特拉斯合作(5,6LHCb合作组],[7,8在大型强子对撞机(LHC)的能量;提出了几种理论方法如color-singlet (CS)机制(9,10[],color-octet (CO)机制11,12),颜色蒸发机制(13,14],color-dipole机制[15- - - - - -18),混合重夸克混合动力机制(19),重组机制(20.- - - - - -24),光生机制(25- - - - - -31日),潜在的非相对论量子色动力学(pNRQCD)方法(32- - - - - -34],transverse-momentum-dependent分解方法[35),运输方式(36- - - - - -41),分解的方法(42- - - - - -45),分裂的方法(46- - - - - -52),非相对论量子色动力学(11)的方法(53- - - - - -67年]。其中,11的方法,考虑color-singlet组件的贡献与nonperturbative长途矩阵元素和color-octet组件(LDME),在现象学研究最成功的。process-independent长途矩阵元素,可以分类的相对速度重夸克的绑定状态。但是,重夸克偶素的生产机制仍不完全清楚。

在这项研究中,我们扩展了光生机制(68年重夸克偶素的生产和研究包容性的生产介子p p和Pb-Pb在大型强子对撞机碰撞。根据(69年),光的贡献可以忽略不计重夸克偶素的生产;因此在这项工作中,我们只考虑贡献gluon-gluon过程排放造成的额外的胶子,这不同于我们以前的工作(26基于该方法开发的(70年,71年]。在高能碰撞,部分子离原子核可以释放出高能光子波动到胶子,然后与其他的部分子核。因此我们认为一个带电的硬光生过程帕顿事件的核子能发出一种高能光子在高能nucleus-nucleus碰撞。

本文组织如下。节2我们提出包容性的光生在大型强子对撞机gluon-gluon交互。大型的数值结果介子生产p p碰撞和碰撞Pb-Pb LHC节中给出3。最后,给出的结论是在部分4。

2。一般形式

在相对论重离子碰撞中,生产的介子的gluon-gluon (g-g)从初始帕顿交互过程可分为三个过程:直接g-g流程,semielastic解决光生,和非弹性光生解决流程。

在直接的过程,帕顿(胶子)这一事件的核与帕顿(胶子)交互另一个事件的核的相互作用 。大型的不变的横截面介子的过程 pQCD帕顿模型描述的基础上分解定理,可以写成 的变量和 部分子的动能分数,最后一餐介子的势头分数, , , , ,的质量吗介子; 和 是部分子分布函数(PDF)的部分子碰撞和携带部分动量和在互动的核子72年]: 在哪里 是核修改因素(73年), 是核子的胶子分布函数。

根据11扩展规则(74年,75年),color-singlet以及波和波color-octet组件给考虑生产过程的主要贡献(76年]: 子流程的横截面 , ,和状态,分别由77年,78年] 在哪里 , , 。在这里 , ,和曼德尔斯塔姆变量。 波函数的价值吗介子color-singlet州在原点(79年- - - - - -84年), 重夸克对的质量。使用的ldm color-octet组件如下: 为介子是(56] 和介子是(85年,86年] 在哪里()是魅力的质量(底部)。

在光生g-g semielastic解决过程,帕顿(胶子)从光子入射核的解决与帕顿(胶子)交互另一个事件的核 ,横截面是由 在哪里原子核的光子谱, 是解决光子的部分子分布函数87年]。

对于p p碰撞,质子的光子谱函数可以写成(88年- - - - - -90年] 在哪里光子的动量分数, , 在这里质子的质量和高的能量是由 。

Pb-Pb碰撞,光子谱获得的半古典作品描述高能电磁碰撞低光子能量是由(91年,92年] 在哪里是光子能量, 是核半径。

在非弹性光生g-g解决过程,帕顿(胶子)从解决带电帕顿发出的光子这一事件的核与帕顿(胶子)交互另一个事件的核 ,并给出截面的表达 在哪里是带电的光子谱帕顿事件的细胞核。在相对论hadron-hadron nucleus-nucleus碰撞(69年我们有 与被光子动量分数。

3所示。数值结果

在ultrarelativistic高能nucleus-nucleus碰撞,相当于光子谱获得半古典作品描述的高能电磁核的碰撞 。在大型强子对撞机能量,洛仑兹因子 变得非常重要。事实上,与Weizs等效光子谱函数质子是cker-Williams近似 ,在那里质子的质量和吗是每核子对中心物质能量。自非常高,光子谱函数变得非常大。因此的贡献介子semielastic困难产生的光生g-g流程不能在大型强子对撞机的能量可以忽略不计。对于非弹性光生过程,相当于光子谱带电帕顿的函数 ,在那里是带电帕顿质量。因此,带电的光子谱帕顿在大型强子对撞机能量变得突出。对于大型——我们计算的数值结果介子产生的硬光生在相对论重离子碰撞中绘制gluon-gluon过程数据1和2。

在图1(图2),我们画出硬光生gluon-gluon进程的贡献()介子midrapidity p p和Pb-Pb在大型强子对撞机碰撞能量。而生产的初始gluon-gluon交互(虚线),的贡献介子semielastic困难产生的光生g-g流程(虚线)在p p碰撞并不突出 和 ,但非弹性光生g-g过程的贡献(dashed-dotted行)在p p碰撞(见数据变得明显1(一),1 (b),2(一个),2 (b)]。的确,对于Pb-Pb碰撞 和 的贡献semielastic光生g-g流程(虚线)和非弹性光生g-g流程(dashed-dotted线)不能在LHC的能量可以忽略不计(参见数据1 (c),1 (d),2 (c),2 (d)]。

4所示。结论

总之,我们有调查重夸克偶素的生产介子gluon-gluon交互的p p碰撞和Pb-Pb碰撞在大型强子对撞机能量。color-singlet和color-octet机制已被用于重夸克偶素生产过程。早期的相对论高能nucleus-nucleus碰撞,ultrarelativistic核(带电帕顿)可以发出hadron-like光子波动胶子;然后胶子相互作用与其它核事件的胶子gluon-gluon交互。我们的研究结果表明的贡献介子产生的硬光生过程中不能忽略p p和Pb-Pb碰撞在大型强子对撞机能量。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

这项工作一直支持中国的国家基础研究计划(973计划、2014 cb845405),中国博士后科学基金资助项目(2017 m610663),云南省应用基础研究计划(2017 fd147青年项目)。

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