[논문 리뷰] 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)|2012. 12. 11.

High-Energy Particle Collisions Research참고 문헌 1인용 수 5

한 줄 요약

이 논문은 영향 매개변수에 의존하는 잘린 풼러몬의 수를 풀러몬 궤도와 결합시켜 pp 충돌에서 색(string) 융합을 단순한 모델로 포함시킨다. 포isson 분포를 따르는 풀러몬과 가우시안 스트링 밀도를 기반으로 한 몬테카를로 알고리즘을 사용하여, 다중도 및 횡방향 운동량에서의 장거리 빠르기 영역 상관관계를 성공적으로 재현하며, 900 GeV에서 ALICE 데이터와 양호한 일치를 보이고, 다양한 스트링 융합 메커니즘에 대해 강건함을 입증한다.

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.

연구 동기 및 목표

• 기본적인 연성 QCD 접근법에서 무시되는 색 스트링 융합 효과를 설명하는 모델을 개발하는 것.
• 영향 매개변수에 의존하는 잘린 풀러몬의 수를 장거리 빠르기 영역 상관관계(LRC)와 같은 측정 가능한 관측량과 연결하는 것.
• 몬테카를로 시뮬레이션을 통해 고에너지에서의 pp 충돌에서 다중도 및 횡방향 운동량 간의 실험적 LRC 데이터를 재현하는 것.
• 다양한 스트링 융합 메커니즘(지역 융합, 클러스터 형성, 격자 유사체 등)에 걸쳐 모델의 강건성을 시험하는 것.

제안 방법

• 양성자의 가우시안 입자 프로파일 함수를 가정하여, 스트링 밀도가 영향 매개변수와 횡방향 위치에 대해 인과적 종속성을 갖는다.
• 영향 매개변수 b에서 잘린 풀러몬의 평균 수를 ∝ exp(−b²/2α²)/σ_pp(b)로 유도하며, 이를 풀러몬 궤도와 강입자 결합과 연결한다.
• 고정된 b에서 평균 값 주위로 포아송 분포를 따르는 풀러몬 수의 이벤트 간 변동성을 모델링한다.
• 영향 매개변수에 대해 통합하여 N-풀러몬 교환 단면적에 대한 표준 준이케널 공식을 복원한다.
• 전방/후방 빠르기 창에서의 다중도 간 장거리 빠르기 영역 상관관계와 다중도 및 평균 횡방향 운동량 간의 상관관계를 시뮬레이션하기 위한 몬테카를로 알고리즘을 개발한다.
• 모델의 강건성을 시험하기 위해 네 가지의 스트링 융합 메커니즘 변형(지역 융합, 클러스터 형성, 그들의 격자 유사체)을 고려한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 잘린 풀러몬의 수에 대한 영향 매개변수 의존성이 pp 충돌에서의 장거리 빠르기 영역 상관관계에 어떻게 영향을 미치는가?
• RQ2 스트링 융합 기반의 단순한 모델이 LHC 에너지에서 관측된 다중도 및 횡방향 운동량 상관관계의 증가를 재현할 수 있는가?
• RQ3 다른 스트링 융합 메커니즘 구현 방식에 대해 LRC 예측은 얼마나 강건한가?
• RQ4 모델의 예측이 900 GeV에서 ALICE 실험 데이터의 다중도 및 횡방향 운동량 상관관계와 어느 정도 일치하는가?
• RQ5 풀러몬 궤도 매개변수와 결합 상수가 장거리 상관관계 강도를 결정하는 데 어떤 역할을 하는가?

주요 결과

• 모델은 63 GeV 및 900 GeV에서 전방 및 후방 빠르기 창에서의 다중도 간 관측된 장거리 빠르기 영역 상관관계(LRC) 증가를 성공적으로 재현한다.
• 900 GeV에서 전방 및 후방 빠르기 창에서의 다중도와 평균 횡방향 운동량 간의 LRC 강도는 몬테카를로 시뮬레이션을 통해 잘 재현되며, ALICE 데이터와 양호한 일치를 보인다.
• 고다중도 영역에서 시뮬레이션과 데이터의 차이점은 모델에 포함되지 않은 단거리 상관관계 때문이며, 이는 주로 동일 창 내 상관관계에서 중요하게 작용한다.
• 지역 융합, 클러스터 형성, 그리고 격자 유사체를 포함한 네 가지 스트링 융합 메커니즘 변형 모두 거의 동일한 LRC 예측을 도출하여 모델의 강건성을 시사한다.
• 모델의 예측는 N-풀러몬 교환에 대한 준이케널 공식과 일치하여, 풀러몬 매개변수와 관측 가능한 상관관계 사이의 연결을 검증한다.
• 영향 매개변수 b에서 잘린 풀러몬의 평균 수는 ∝ exp(−b²/2α²)/σ_pp(b)의 가우시안 유사 의존성과 직접 연결되며, 이는 풀러몬 궤도와 강입자 결합에 기초한다.