[論文レビュー] The dependence of the number of pomerons on the impact parameter and the long-range rapidity correlations in pp collisions

V. Vechernin, I. Lakomov|arXiv (Cornell University)|Dec 11, 2012

High-Energy Particle Collisions Research参考文献 1被引用数 5

ひとこと要約

本稿では、衝突パrameterに依存する切断ポンプロン数をポンプロンのトレジャクトリと結合することで、pp衝突における色ストリング融合を単純なモデルで組み込む手法を提案する。ポisson分布に従うポンプロンとガウス分布のストリング密度に基づくモンテカルロアルゴリズムを用い、多重度と横運動量の長距離迅速度相関をうまく再現し、900 GeVにおけるALICEデータと良好に一致しており、さまざまなストリング融合メカニズムにおいても安定性を示している。

ABSTRACT

The simple model which enables to take into account the effects of a colour string fusion in pp interactions is suggested. The parameters of the model are connected with the parameters of the pomeron trajectory and its couplings to hadrons. On the base of the model the MC algorithm which enables to calculate the long-range correlation functions between multiplicities and between the average transverse momentum and the multiplicity in pp collisions is developed.

研究の動機と目的

• 標準的なソフトQCD手法では無視されるが、pp衝突における色ストリング融合効果を説明するモデルの構築を目的とする。
• 衝突パラメータに依存する切断ポンプロン数を、長距離迅速度相関（LRC）のような測定可能な観測量と結びつけること。
• モンテカルロシミュレーションを用いて、高エネルギーでのpp衝突における多重度と横運動量の間の実験的LRCデータを再現すること。
• さまざまなストリング融合メカニズム（局所的融合、クラスタ形成、格子アナロジー）におけるモデルの頑健性を検証すること。

提案手法

• 陽子のガウス型部分素粒子プロファイル関数を仮定し、ストリング密度が衝突パラメータと横方向位置に分離的依存性を示すようにする。
• 衝突パラメータbにおける切断ポンプロンの平均数を、∝ exp(−b²/2α²)/σ_pp(b) として導出し、ポンプロンのトレジャクトリとハドロン的結合定数と関連付ける。
• 固定されたbにおけるポンプロン数のイベントごとのフラクチュエーションを、平均値の周りにポアソン分布でモデル化する。
• 衝突パラメータbについて統合することで、Nポンプロン交差断面積の標準的準eikonal式を回復する。
• 前方／後方迅速度窓における多重度間のLRCおよび多重度と平均横運動量の間のLRCをシミュレートするためのモンテカルロアルゴリズムを開発する。
• 局所的融合、クラスタ形成、およびそれらの格子アナロジーを含む4つのストリング融合メカニズムのバリエーションを検討し、モデルの頑健性をテストする。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 切断ポンプロン数の衝突パラメータ依存性は、pp衝突における長距離迅速度相関にどのように影響するか？
• RQ2 ストリング融合に基づく単純なモデルは、LHCエネルギーでのpp衝突における多重度および横運動量相関の観測された上昇を再現できるか？
• RQ3 ストリング融合メカニズムの異なる実装において、LRC予測はどの程度頑健か？
• RQ4 モデルの予測は、900 GeVにおけるpp衝突でのALICE実験データの多重度および横運動量相関とどの程度一致するか？
• RQ5 ポンプロンのトレジャクトリパラメータと結合定数は、長距離相関の強度を決定づける役割を果たすか？

主な発見

• 本モデルは、63 GeVおよび900 GeVにおける前方・後方迅速度窓間の多重度間の観測された長距離迅速度相関（LRC）の増加をうまく再現している。
• 900 GeVにおける分離した迅速度窓間の多重度と平均横運動量のLRC強度は、モンテカルロシミュレーションによってよく再現されており、ALICEデータと良好に一致している。
• 高多重度領域におけるシミュレーションとデータの差は、モデルに含まれない短距離相関に起因するとされ、これは主に同じ窓内相関において重要となる。
• 局所的融合、クラスタ形成、およびそれらの格子アナロジーを含む4つのストリング融合メカニズムのすべてが、ほぼ同一のLRC予測をもたらし、モデルの頑健性を示している。
• モデルの予測は、Nポンプロン交差の準eikonal式と整合しており、ポンプロンパラメータと観測可能な相関との間の関係を妥当化している。
• 衝突パラメータbにおける切断ポンプロンの平均数は、∝ exp(−b²/2α²)/σ_pp(b) のガウス型依存性を示し、直接的にポンプロンのトレジャクトリとハドロン的結合定数に関連している。