[論文レビュー] Heavy Quark Production Asymmetries

E. Norrbin|ArXiv.org|Sep 20, 1999

High-Energy Particle Collisions Research被引用数 8

ひとこと要約

この論文は、ビーム残渣の相互作用の効果を含めるために、Lundストリングフラグメンテーションモデルを拡張することで、重いクォーク生成における非対称性、特に先行するcharmハドロンと非先行のcharmハドロンの間の非対称性を調査する。ストリングの1つのハドロンへの崩壊が顕著なエネルギー非対称性を引き起こすことが示され、LHCにおけるpp衝突やHERAにおけるγp衝突のようなハドロン衝突における重いクォーク生成の予測を改善する。

ABSTRACT

In the hadroproduction of charm (or heavy flavours in general) in the context of string fragmentation, the pull of a beam remnant at the other end of a string may give a charm hadron more energy than the perturbatively produced one. The collapse of a low-mass string to a single hadron is the extreme case in this direction, and gives rise to asymmetries between leading and non-leading charm hadrons. We study these phenomena within the Lund string fragmentation model and improve the modelling in part by a consideration of hadroproduction data. Applications include heavy quark production in any collision between hadron-like particles such as γp at HERA and pp at HERA-B or the LHC.

研究の動機と目的

• ハドロプロダクションにおける先行するcharmハドロンと非先行のcharmハドロンの間の非対称性の起源を理解すること。
• ストリングダイナミクスにビーム残渣の効果を組み込むことで、Lundストリングフラグメンテーションモデルを改善すること。
• さまざまなハドロン-ハドロンおよび光子-ハドロン衝突における重いクォーク生成に適用可能な物性的枠組みを提供すること。
• 実験的ハドロプロダクションデータを用いてモデルのパラメータを制約および精緻化すること。
• 低質量ストリングの崩壊が最終状態のハドロンエネルギー分布に与える影響を定量化すること。

提案手法

• ビーム残渣がストリングの進化に与える影響を含めるように、Lundストリングフラグメンテーションモデルを適応させる。
• 低質量ストリングが1つのハドロンに崩壊するのを、エネルギー非対称性生成のメカニズムとしてモデル化する。
• ストリング張力と残渣からの引き抜き力に基づく、標準的なフラグメンテーション過程への非摂動的補正を導入する。
• 利用可能なcharmハドロンスプライススペクトルのハドロプロダクションデータを用いてモデルをキャリブレーションする。
• 改善されたモデルを用いて、さまざまな衝突系における重いクォーク生成の非対称性を予測する。
• HERA-BおよびLHCにおけるpp衝突、およびHERAにおけるγp衝突の生産をシミュレートするためのフレームワークを用いる。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ハドロプロダクションにおける観測された先行するcharmハドロンと非先行のcharmハドロンの間の非対称性の原因は何か？
• RQ2 ビーム残渣の相互作用は、最終状態のcharmハドロンのエネルギー分布にどのように影響するか？
• RQ3 低質量ストリングの崩壊がフラグメンテーションにおけるエネルギー非対称性にどの程度寄与するか？
• RQ4 Lundストリングモデルは、重いクォーク生成における非摂動的効果をよりよく記述できるように改善可能か？
• RQ5 これらの非対称性は、高エネルギーのハドロンおよび光子-ハドロン衝突における重いクォーク生成の予測にどのように影響するか？

主な発見

• ビーム残渣からの引き抜き力のおかげで、摂動論的に生成されたものよりも、先行するcharmハドロンのエネルギーが顕著に増加する。
• 低質量ストリングが1つのハドロンに崩壊することは、エネルギー非対称性を生成する主要なメカニズムであると特定された。
• 改善されたモデルは、ハドロプロダクションデータで観測されたcharmハドロンスペクトルの特徴をうまく再現した。
• このフレームワークは、HERAにおけるγp衝突やLHCにおけるpp衝突を含む、多様な過程における重いクォーク生成を一貫して記述できる。
• 非摂動的ストリングダイナミクスのおかげで、先行するcharmハドロンと非先行のcharmハドロンの間で測定可能な非対称性が予測された。
• ビーム残渣の効果を組み込むことで、Lundモデルの重クォーク生成に対する予測力が向上した。