[論文レビュー] Centrality dependence of charged jets in p-Pb collisions at $\sqrt{s_\mathrm{NN}} = 5.02$ TeV measured with the ALICE detector

Rüdiger Haake|arXiv (Cornell University)|Mar 22, 2015

High-Energy Particle Collisions Research被引用数 3

ひとこと要約

本研究では、ALICE検出器を用いて、√sNN = 5.02 TeV における p–Pb 衝突における最初の中心性依存性を持つ荷電ジェット生成の測定を報告する。ハイブリッド中心性アプローチを適用し、R = 0.2 および R = 0.4 のジェット断面積と核子修飾係数（QpPb）を測定した結果、中心性依存性は顕著ではなく、ジェット生成に冷核物質効果が最小限であることを示している。

ABSTRACT

Highly energetic jets are sensitive probes for the kinematics and the topology of nuclear collisions. Jets are collimated sprays of charged and neutral particles, which are produced in the fragmentation of hard scattered partons in an early stage of the collision. The measurement of jet spectra in p-Pb collisions provides an important way of quantifying the effects of cold nuclear matter in the initial state on jet production, fragmentation, and hadronization. Unlike in Pb-Pb collisions, strong hot nuclear matter effects - e.g. from quark-gluon plasma formation - are not expected to occur in p-Pb collisions. Hence, cold nuclear matter effects can be investigated in isolation. The impact of cold nuclear matter effects on charged jet spectra is expected to depend on the event centrality. Higher event centralities are principally connected to a higher probability for an interaction of proton and lead-nucleus and therefore also for a possible nuclear modification. This article is the conference proceeding of a talk, in which centrality-dependent properties of charged jets in p-Pb measured by ALICE were shown for the first time. The focus is here on the fully corrected jet production cross sections and the nuclear modification factors. Additionally, the jet radial structure is explored by comparing jet spectra reconstructed with different resolution parameters.

研究の動機と目的

• 中心性依存性を調べることにより、p–Pb 衝突における冷核物質効果がジェット生成に与える影響を解明すること。
• p–Pb 系統で冷核物質効果を分離することで、Pb–Pb 衝突の基準測定を提供すること。
• 異なる分解能パラメータ（R = 0.2 と R = 0.4）の断面積比を用いて、ジェットの径方向構造を調査すること。
• 多重度とPb側衝突数（Ncoll）を組み合わせた新しいハイブリッド中心性推定法を適用し、ジェット解析を改善すること。

提案手法

• |η| < 0.9 および pT > 150 MeV/c の範囲で、ITS および TPC からの荷電粒子トラックを用いて、anti-kT アルゴリズムによるジェット再構築。
• kT アルゴリズムを用いて背景補正を行い、イベントごとの背景密度（ρ）を推定・差し引く。トラック密度に比例してスケーリングすることで、検出器の透過率効果を補正する。
• 検出器応答補正を生ジェットスペクトルに適用し、完全に補正されたジェット生成断面積を取得する。
• 核子修飾係数 QpPb は、2つの Ncoll 評価法（Ncoll^mult：多重度から、Ncoll^Pb-side：Pb側幾何構造から）を用いて計算し、pp 参照は 7 TeV データからスケーリングする。
• ジェット断面積比 R(0.2, 0.4) は、R = 0.2 と R = 0.4 における dσ/dpT の比として定義され、ジェットの径方向構造を調査する。
• 中心性クラスは VZERO および ZDC の信号を用いて選別され、多重度と幾何的推定を組み合わせたハイブリッド中心性アプローチが適用された。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 p–Pb 衝突における荷電ジェット生成率は、イベントの中心性に依存するか。これは冷核物質効果の有無を示唆する。
• RQ2 異なる中心性評価法（Ncoll^mult 対 Ncoll^Pb-side）は、ジェット修飾の解釈にどのように影響するか。
• RQ3 中心性が増加するに従い、ジェットの径方向構造（収束性）に測定可能な変化が生じるか。
• RQ4 QpPb によって定量化されたように、p–Pb におけるジェットスペクトルは pp 衝突の予想からどの程度ずれるか。

主な発見

• R = 0.2 および R = 0.4 の完全に補正された荷電ジェット生成断面積は、中心性区間全体で顕著な変化を示さない。
• 両方の Ncoll 評価法において、QpPb はすべての中心性クラスで 1 に一致しており、強い冷核物質効果は観測されない。
• Ncoll^mult または Ncoll^Pb-side を用いた QpPb においても、中心性依存性は顕著ではなく、クラス間の不確かさが重複している。
• ジェット断面積比 R(0.2, 0.4) は中心性依存性を示さず、ジェットの径方向構造に変化がないことを示唆する。
• 2つの Ncoll 評価法による QpPb 値のわずかな差は、ハイブリッド中心性手法のシステムティック不確かさとして解釈される。
• 結果は、p–Pb 衝突におけるジェット抑制または強化がないことと完全に整合しており、pQCD の予想と最小限の核効果に一致している。