[論文レビュー] Measurement of the $ {\Lambda}_c^{+} $ to D$^{0}$ production ratio in periphera PbPb collisions at $ \sqrt{s_{ extrm{NN}}} $ = 5.02 TeV

LHCb collaboration|arXiv (Cornell University)|Oct 13, 2022

High-Energy Particle Collisions Research被引用数 1

ひとこと要約

本論文は、LHCb実験により、√sNN = 5.02 TeVの外部的PbPb衝突において、前方速さ領域（2 < y < 4.5）で、Λ⁺cからD⁰への生成比の最初の測定を報告する。比はpTまたは⟨Npart⟩に顕著な依存性を示さず、平均値⟨RΛ⁺c/D⁰⟩ ≈ 0.27を示し、次-leading-order色再結合を含むPYTHIA 8の予測と整合的であるが、統計的ハドロン化モデル（SHM）の予測とは矛盾している。

ABSTRACT

We report on a measurement of the $Λ_c^+$ to $D^0$ production ratio in PbPb collisions at $\sqrt{s_{ m NN}}$= 5.02 TeV with the LHCb detector in the forward rapidity region $2

研究の動機と目的

• √sNN = 5.02 TeVの外部的PbPb衝突において、前方速さ領域（2 < y < 4.5）でのΛ⁺cからD⁰への生成比を測定すること。
• 比が横方向運動量（pT）、速さ（y）、参加する核子の平均数（⟨Npart⟩）に依存するかどうかを調査すること。
• PYTHIA 8（色再結合を含む）および統計的ハドロン化モデル（SHM）を含む理論的モデルと比較すること。
• 過去の実験で観測された中間速さ領域と前方速さ領域のΛ⁺c/D⁰比の不一致を解消すること。
• これまで測定が不足していた位相空間領域でのデータを提供することで、ハドロン化モデルを制約すること。

提案手法

• 外部的PbPb衝突（65–90%の中心性）のデータを用いて、LHCb検出器でΛ⁺c → pK⁺π⁻およびD⁰ → K⁻π⁺の崩壊を再構築する。
• 組み合わせ的および非共鳴状態のバックグラウンドを抑えるために、運動学的およびトポロジカルな選別基準を適用する。
• 不変質量分布を用いたテンプレートフィッティング法により、Λ⁺cおよびD⁰の信号生成量を抽出する。
• モンテカルロシミュレーションを用いて検出器効率を補正し、pTおよびyのビンごとに補正を施す。
• 信号形状、バックグラウンドモデル、効率、トラッキング再構築からの系統的不確実性を推定する。
• PYTHIA 8（次-leading-order色再結合を含む）および統計的ハドロン化モデル（SHM）による予測と測定結果を比較する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 外部的PbPb衝突における前方速さ領域でのΛ⁺cからD⁰への生成比は、横方向運動量（pT）に依存するか？
• RQ2 外部的衝突における参加核子の平均数（⟨Npart⟩）に比が依存するか？
• RQ3 前方領域（2 < y < 4.5）における比は速さ（y）にどのように依存するか？
• RQ4 結果は、次-leading-order色再結合効果を含むPYTHIA 8の予測と整合的か？
• RQ5 拡張されたcharmバリオン状態を含む統計的ハドロン化モデル（SHM）の予測と比較して、結果はどうなるか？

主な発見

• Λ⁺cからD⁰への生成比は、2 < pT < 8 GeV/cの範囲でpTに顕著な依存性を示さない。
• 比は、2 < y < 4.5の範囲で速さ（y）に顕著な依存性を示さない。
• 比は、65–90%の中心性範囲における参加核子の平均数（⟨Npart⟩）に顕著な依存性を示さない。
• 比の平均値は⟨RΛ⁺c/D⁰⟩ = 0.27 ± 0.05（統計的）± 0.05（系統的）であり、次-leading-order色再結合を含むPYTHIA 8の予測と整合的である。
• データは、特に低pT領域で比を過剰に予測する統計的ハドロン化モデル（SHM）の予測とは矛盾している。
• 結果は、√sNN = 5.02 TeVのpPbおよびPbp衝突における以前のLHCbの測定と整合的であり、ALICEおよびCMSによる中間速さ領域の測定と比較して、比に強い速さ依存性があることを示している。