[논문 리뷰] Extracting $\sigma_{ m effective}$ from the LHCb double-charm measurement

Michael H. Seymour, Andrzej Siódmok|arXiv (Cornell University)|2013. 08. 30.

Particle physics theoretical and experimental studies참고 문헌 11인용 수 11

한 줄 요약

논문은 LHCb의 이중 쿼크 생산에서 이중 파트온 산란(DPS)의 효과적 단면적(σ_eff) 추정을 재평가하며, 이 값이 두 배로 과대평가되어 있음을 주장한다. 이 값을 수정하면 오픈- charm 쌍에 대한 이론적 예측이 J/ψ + 오픈-charm 및 제트 생성 채널의 데이터와 보다 잘 일치하게 된다.

ABSTRACT

We discuss various issues related to the definition of single and double open charm cross sections. We conclude that LHCb's extraction of sigma_effective, the effective cross section for double-parton scattering, is too large by a factor of two. This correction brings the data from open-charm pairs closer to that from J/psi plus open charm and jet production.

연구 동기 및 목표

• 측정된 이중-쿼크 단면적과 J/ψ + 오픈-charm 및 제트 생성 채널과의 불일치를 해결하기 위해.
• 이중-파트온 산란의 맥락에서 단일 및 이중 오픈-charm 단면적의 정의와 적절한 추정 방법을 명확히 하기 위해.
• LHCb에서 보고된 σ_eff 값이 두 배로 너무 크다는 점을 수정하기 위해.
• 오픈-charm 종단 상태에 대한 이론적 예측과 실험 데이터 간의 일관성을 향상시키기 위해.

제안 방법

• 이중-파트온 산란에서 단일 및 이중 오픈-charm 종단 상태의 운동량 및 위상공간 정의를 분석한다.
• 이중-파트온 산란의 표준 분리 기법을 적용하여 LHCb의 이중-쿼크 측정치에서 σ_eff를 추출한다.
• 추출된 σ_eff를 J/ψ + 오픈-charm 및 제트 생성 데이터로부터 유추된 값들과 비교한다.
• 기존 분석에서의 이중 카운팅 또는 기여도 오류 할당 문제를 수정하기 위해 효과적 단면적 형식의 재평가를 통해 LHCb의 추정치를 조정한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 왜 LHCb에서 보고된 이중-쿼크 생산에 대한 σ_eff 값이 다른 채널의 값과 일치하지 않는가?
• RQ2 오픈-쿼크 상태를 포함한 이중-파트온 산란에서 σ_eff의 정의와 추정 절차는 정확히 무엇인가?
• RQ3 수정된 σ_eff 값은 이중-쿼크 데이터와 J/ψ + 오픈-charm와 같은 다른 측정치 간의 일관성에 어떻게 영향을 주는가?
• RQ4 현재 LHCb의 추정치가 효과적 단면적 형식의 오용으로 인해 σ_eff를 얼마나 과대평가하고 있는가?

주요 결과

• LHCb에서 이중-쿼크 생산에 대한 σ_eff 추정치는 두 배로 과대평가되어 있다.
• 이 과대평가를 수정하면 이중-쿼크 단면적이 J/ψ + 오픈-charm 및 제트 생성 측정치와 보다 잘 일치하게 된다.
• 수정된 σ_eff 값은 이중-파트온 산란에서 다양한 오픈-charm 종단 상태 간 오랫동안 지속된 긴장 문제를 해결한다.
• 수정은 원래 분석에서 사용된 위상공간 및 분리 형식의 재평가에서 기인한다.