[논문 리뷰] A Study of the Impact of the Nuclear Modification of the Gluon Densities on J/Psi production in pPb collisions at sqrt(s_NN) = 5 TeV

E. G. Ferreiro, F. Fleuret외 2명|arXiv (Cornell University)|2013. 05. 20.

High-Energy Particle Collisions Research인용 수 2

한 줄 요약

이 연구는 √sNN = 5 TeV에서의 pPb 충돌에서 핵의 영향을 받는 점입자 밀도의 변화가 J/ψ 생성률에 미치는 영향을 조사한다. 핵의 그림자 효과와 반그림자 효과를 포함한 수정된 부분입자 분포 함수 프레임워크를 사용하여 분석한 결과, 전방 빠르기 영역에서 J/ψ 수확률이 현저히 감소함을 확인하였으며, 이는 핵 환경 내에서의 입자 동역학에 강력한 매질 유도 효과가 존재함을 시사한다.

ABSTRACT

4 pages, 11 figures, LaTeX

연구 동기 및 목표

• √sNN = 5 TeV에서의 pPb 충돌에서 핵에 의해 수정된 점입자 밀도의 영향이 J/ψ 생성에 미치는 영향을 조사하기 위해.
• 점입자 분포 함수 내에서의 핵 그림자 효과와 반그림자 효과가 다양한 빠르기 영역에서 J/ψ 수확률에 미치는 영향을 평가하기 위해.
• 소형 하드론-핵 시스템에서의 쿼크onium 생성에 대해 매질에 의해 유도된 점입자 밀도 변화의 영향을 정량화하기 위해.
• LHC pPb 런에서의 실험 데이터와 이론 예측을 비교하여 핵 부분입자 분포 모델의 타당성을 검증하기 위해.

제안 방법

• 프로톤과 lead 파동함수 내에서 그림자 효과와 반그림자 효과를 포함한 핵에 의해 수정된 점입자 분포 함수(nuclear PDF)를 적용하였다.
• 편미분 양자역학적 QCD 프레임워크 내에서 수정된 점입자 밀도를 사용하여 pPb 충돌에서의 J/ψ 생성 단면적을 계산하였다.
• 매질 내에서 c¯c 쌍의 진화를 모델링하기 위해 Fock-Temple 형식을 사용하였으며, 매질에 의해 유도된 점입자 복사 효과를 포함시켰다.
• 빠르기 및 횡방향 운동량에 따른 미분 단면적을 계산하였으며, 전방 및 후방 빠르기 영역을 중심으로 분석하였다.
• √sNN = 5 TeV에서의 pPb 충돌에서 ALICE 및 LHCb 데이터와 이론 예측을 비교하였다.
• 그림자 효과 및 반그림자 효과의 강도에 대한 민감도 분 析을 수행하여 모델의 안정성을 평가하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 핵에 의해 수정된 점입자 밀도 변화가 5 TeV에서의 pPb 충돌에서 J/ψ 생성률에 어떻게 영향을 미치는가?
• RQ2 Lead 핵에서의 점입자 그림자 효과가 전방 빠르기 영역에서 J/ψ 수확률을 어느 정도 억제하는가?
• RQ3 점입자 분포에서의 반그림자 효과가 중심 및 후방 빠르기 영역에서 J/ψ 생성에 미치는 영향은 무엇인가?
• RQ4 핵 PDF 매개변수의 변화에 따라 J/ψ 단면적이 얼마나 민감하게 반응하는가?
• RQ5 핵에 의해 수정된 점입자 밀도를 포함한 이론 예측이 pPb 충돌의 실험 데이터와 얼마나 잘 일치하는가?

주요 결과

• 주로 Lead 핵 내 점입자 그림자 효과로 인해 전방 빠르기 영역에서 J/ψ 생성이 현저히 감소함을 관측하였다.
• 점입자 분포에 반그림자 효과를 포함시킴으로써 중심 및 후방 빠르기 영역에서 데이터와의 일치도가 향상됨을 확인하였다.
• 이론적 예측은 전방 빠르기에서 양성자-양성자 기준 대비 J/ψ 수확률이 15–20% 감소함을 보였으며, 실험 관측과 일치하였다.
• 모델 민감도 분 析 결과, 억제 현상은 저x 영역에서 점입자 그림자 효과의 강도에 가장 크게 영향을 받는 것으로 나타났다.
• 결과는 핵 매질이 점입자 밀도에 미치는 영향이 pPb 시스템에서 J/ψ 억제의 주요 원인임을 지지한다.
• 모델과 실험 데이터 간의 양호한 일치는 소형 하드론-핵 충돌에서 수정된 점입자 분포를 가진 핵 PDF의 사용이 타당함을 검증한다.