[論文レビュー] Hadron production in $p+p$, $p+Pb$ and $Pb+Pb$ collisions at the LHC energies with HIJING2.0 model

Wei-Tian Deng, Xin-Nian Wang+1 more|arXiv (Cornell University)|Aug 11, 2010

High-Energy Particle Collisions Research被引用数 2

ひとこと要約

本論文は、高エネルギー核反応におけるハドロン生成をシミュレートするための更新版モンテカルロモデルであるHIJING 2.0を提示する。このモデルは、現代のパートン分布関数と、二成分ミニジェットモデルの精錬されたパラメータを組み込み、LHC $p+p$ データをうまく再現し、全LHCエネルギー下での $p+p$、$p+Pb$、$Pb+Pb$ 反応におけるハドロン断面積および多重度の予測を提供する。これにより、重イオン環境下での粒子生成の理論的モデリングが向上する。

ABSTRACT

The HIJING (Heavy-ion Jet Interaction Generator) Monte Carlo model is updated with the latest parton distributions functions (PDF) and new set of the parameters in the two-component mini-jet model that controls total $p+p$ cross section and the central pseudorapity density. We study hadron spectra and multiplicity distributions using the HIJING 2.0 model and compare to recent experimental data from $p+p$ collisions at the LHC energies. We also give predictions of hadron production in $p+p$, $p+Pb$ and $Pb+Pb$ collisions at the full LHC energy.

研究の動機と目的

• 最新のパートン分布関数を用いてHIJINGモデルを更新することで、高エネルギー核反応におけるハドロン生成の記述を改善すること。
• 二成分ミニジェットモデルのパラメータを精錬し、全 $p+p$ 戦い断面積および中心部の力学的密度をよりよく再現すること。
• 更新されたHIJING 2.0モデルを最近のLHC $p+p$ 実験データと照合して検証すること。
• 将来の実験的比較のため、全LHCエネルギー下での $p+Pb$ および $Pb+Pb$ 反応へのモデルの予測を拡張すること。

提案手法

• 最新のパートン分布関数（PDFs）をHIJING 2.0モンテカルロフレームワークに統合すること。
• 全 $p+p$ 戦い断面積および中心部の力学的密度を調整するために、二成分ミニジェットモデルの再パラメータ化を行うこと。
• 更新されたモデルを用いて、$p+p$、$p+Pb$、$Pb+Pb$ 反応におけるハドロン断面積および多重度分布をシミュレートすること。
• LHC $p+p$ 反応からの実験データと、シミュレートされたハドロン断面積および多重度を比較すること。
• 予測モデリングのため、全LHCエネルギー下での $p+Pb$ および $Pb+Pb$ 系への結果の外挿を行うこと。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 HIJING 2.0は、LHCエネルギー下での $p+p$ 反応における測定済みのハドロン断面積および多重度分布をどの程度よく再現するか？
• RQ2 最新のパートン分布関数と精錬されたミニジェットパラメータは、$p+p$ データに対するモデルの記述精度をどの程度向上させるか？
• RQ3 $p+Pb$ および $Pb+Pb$ 反応における予測されたハドロン生成パターンは、同じ中心質量系エネルギー下での $p+p$ と比べてどのように異なるか？
• RQ4 更新されたモデルは、ハドロン反応における粒子生成のシステムサイズ依存性をどの程度適切に捉えているか？

主な発見

• HIJING 2.0は、LHCエネルギー下での $p+p$ 反応における測定済みのハドロン断面積および多重度分布をうまく再現し、更新されたモデルパラメータの妥当性を検証した。
• 現代のパートン分布関数の組み込みにより、モデルの全 $p+p$ 戦い断面積予測の精度が向上した。
• 精錬された二成分ミニジェットモデルは、$p+p$ 反応における中心部の力学的密度観測値とより良好に一致した。
• モデルは、$p+p$ に比べて $p+Pb$ および $Pb+Pb$ 反応におけるハドロン生成が強化されることを予測しており、複数のパートン相互作用の期待と整合的である。