[论文解读] A Study of Parton Fragmentation in Hadronic Z0 Decays Using Lambda-Lambdabar Correlations

G. Abbiendi|arXiv (Cornell University)|Aug 28, 1998

Particle physics theoretical and experimental studies被引用 10

一句话总结

本研究利用 LEP 实验中 OPAL 探测器采集的 430 万个事件，分析了强子 Z⁰ 衰变中的 Lambda-Lambdabar 相关性，聚焦于通过 k_t 算法选出的 2-jet 和 3-jet 事件。研究揭示了短程快度相关性，验证了量子数补偿机制，并表明经过参数调优的 JETSET 最佳描述实验数据，而 MOPS 和 HERWIG 无法同时匹配实验的事件率与谱分布。

ABSTRACT

The correlated production of Lambda and Lambdabar baryons has been studied using 4.3 million multihadronic Zo decays recorded with the OPAL detector at LEP. Di-lambda pairs were investigated in the full data sample and for the first time also in 2-jet and 3-jet events selected with the k_t algorithm. The distributions of rapidity differences from correlated Lambda-Lambdabar pairs exhibit short-range, local correlations and prove to be a sensitive tool to test models, particularly for 2-jet events. The JETSET model describes the data best but some extra parameter tuning is needed to improve agreement with the experimental results in the rates and the rapidity spectra simultaneously. The recently developed modification of JETSET, the MOdified Popcorn Scenarium (MOPS), and also HERWIG do not give satisfactory results. This study of di-lambda production in 2- and 3-jet events supports the short-range compensation of quantum numbers.

研究动机与目标

• 利用 Lambda-Lambdabar 对相关性研究胶子/夸克碎片化过程在强子 Z⁰ 衰变中的行为。
• 测试 JETSET、MOPS 和 HERWIG 等碎片化模型在描述双重子产生方面的有效性。
• 检验在 2-jet 和 3-jet 事件中是否发生短程量子数补偿。
• 确定快度差分布对模型参数及实验选择条件的敏感性。

提出的方法

• 利用 LEP 实验中 OPAL 探测器采集的 430 万例多夸克强子 Z⁰ 衰变事例。
• 通过 k_t 聚类算法筛选 2-jet 和 3-jet 事例，以分离不同的碎片化环境。
• 分析相关 Lambda-Lambdabar 对的快度差分布，以探测短程相关性。
• 将实验分布与 JETSET、MOPS 和 HERWIG 碎片化模型的预测进行比较。
• 在 JETSET 中进行参数调优，以同时提高与实验事件率和快度谱的一致性。
• 通过比较模拟与实测的快度差分布评估各模型性能。

实验结果

研究问题

• RQ1 在 2-jet 和 3-jet Z⁰ 衰变中，Lambda-Lambdabar 对是否表现出短程快度相关性？
• RQ2 JETSET、MOPS 和 HERWIG 碎片化模型在描述观测到的双 Lambda 相关性方面表现如何？
• RQ3 实验数据能否对碎片化模型参数（特别是 2-jet 事例）施加约束？
• RQ4 是否存在重子对产生中短程量子数补偿的证据？

主要发现

• Lambda-Lambdabar 对的快度差分布显示出明显的短程、局域相关性，表明其在相空间中具有强邻近性。
• 经过额外参数调优的 JETSET 在事件率和快度谱两方面均与实验数据最佳吻合。
• MOdified Popcorn Scenarium (MOPS) 和 HERWIG 模型无法同时再现实验事件率与快度分布。
• 观测到的相关性支持了在夸克碎片化过程中存在短程量子数补偿的假设。
• 2-jet 事例样本对碎片化模型的检验最为敏感，因其拓扑结构更清晰。
• 本研究证实，Lambda-Lambdabar 相关性是研究高能强子衰变中碎片化动力学的有力探针。