[論文レビュー] Vector meson production in ultra-peripheral collisions at LHC

Yu. P. Ivanov, B. Z. Kopeliovich+1 more|ArXiv.org|Jun 11, 2007

High-Energy Particle Collisions Research被引用数 6

ひとこと要約

この論文は、LHCにおける重イオンの超外部衝突（UPC）におけるベクトルメソン生成を、ベクトル占有モデル（VDM）およびカラードイポールアプローチを用いて計算している。カラードイポールフレームワークにおけるグリボフ補正は、ρメソンの生成断面積を顕著に減少させるが、J/Ψ生成断面積はKSTおよびGBWのダイポールパラメータ化の両方において頑健で一貫しており、√s = 5500 GeVにおけるcoherent J/Ψ生成断面積は約26.5 mbに達する。

ABSTRACT

Vector meson production in ultra-peripheral collisions of heavy ions at LHC is calculated in VDM and color dipole approaches.

研究の動機と目的

• LHCエネルギーにおける超外部衝突における、coherentおよびincoherentのベクトルメソン光生成断面積を計算すること。
• ベクトル占有モデル（VDM）の予測と、グリボフ補正を含むカラードイポールモデルの予測を比較すること。
• ダイポール断面積パラメータ化（KSTおよびGBW）が、ρおよびJ/Ψ生成断面積に与える影響を評価すること。
• RHICおよびLHCエネルギーにおける、ρおよびJ/Ψ生成の急速度積分断面積の定量的推定値を提供すること。

提案手法

• 光生成断面積を計算するために、Glauberのeikonal近似を用いたベクトル占有モデル（VDM）を用いる。
• 核物質中の多重散乱効果を考慮するため、グリボフ補正を含むカラードイポールアプローチを適用する。
• 低Q²データにフィットされた飽和的で、飽和効果をモデル化するためのKSTパラメータ化を用いる。
• 実験的データにフィットされた2つのダイポール断面積パラメータ化（KSTおよびGBW）を比較し、両者とも異なるQ²範囲でフィットされている。
• √s = 5500 GeVにおけるPb-Pb衝突における、ρおよびJ/Ψのcoherentおよびincoherent光生成断面積の急速度分布を計算する。
• 急速度積分により全断面積を算出し、表1に示してエネルギーおよびモデル間の比較を行う。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 カラードイポールモデルにおけるグリボフ補正は、超外部衝突におけるρメソン生成断面積の予測にどのように影響するか？
• RQ2 J/Ψ光生成断面積は、ダイポール断面積の異なるパラメータ化（KST対GBW）に対してどの程度感受性を示すか？
• RQ3 LHCおよびRHICにおける、ρおよびJ/Ψのcoherentおよびincoherent光生成生成量は、中心系エネルギーにどのように依存するか？
• RQ4 ベクトル占有モデルは、より洗練されたカラードイポールアプローチに比べて、ベクトルメソン生成をどの程度過大評価しているか？

主な発見

• √s = 5500 GeVにおけるJ/Ψのcoherent光生成断面積は、KSTパラメータ化を用いると約26.3 mb、GBWパラメータ化を用いると26.7 mbであり、モデル依存性が小さいことが示された。
• カラードイポールモデルにグリボフ補正を組み込むことで、ρメソン生成断面積は顕著に減少し、VDMの10.03 barnからKSTパラメータ化の4.36 barnにまで低下した（√s = 5500 GeV）。
• ρメソン生成に関しては、KSTパラメータ化でLHCエネルギーで4.36 barn、GBWパラメータ化で3.99 barnを示し、モデル間でわずかな差異があることがわかった。
• ρおよびJ/Ψ光生成の急速度分布は、KSTおよびGBWダイポール断面積を用いたカラードイポールモデルでよく再現されており、2つのパラメータ化間で僅かな差異しか見られない。
• LHCエネルギーにおけるcoherent J/Ψの生成量は、モデルに依存せず、約26.5 mbの高水準を維持しており、charm状態の理論的予測の信頼性が非常に高いことが示された。
• incoherent ρメソン生成断面積は、coherentのものよりも顕著に低く、超外部衝突においてcoherent過程が支配的であることを示している。