[论文解读] Bottom Production Asymmetries at the LHC

E. Norrbin, R. Vogt|ArXiv.org|Mar 7, 2000

High-Energy Particle Collisions Research被引用 4

一句话总结

该论文利用Lund弦碎片化模型和本征底夸克模型，研究了LHC上B⁰与B̄⁰介子之间的底强子产生不对称性。结果发现不对称性较小——在中心快度区通常低于1%，在前向区域（|y| > 3）上升至1–2%；本征底夸克贡献仅在极高xF（xF > 0.25）和低p_⊥（p_⊥ < 5 GeV）时变得显著，对应于y > 6.5。

ABSTRACT

We present results on bottom hadron production asymmetries at the LHC within both the Lund string fragmentation model and the intrinsic bottom model. The main aspects of the models are summarized and specific predictions for pp collisions at 14 TeV are given. Asymmetries are found to be very small at central rapidities increasing to a few percent at forward rapidities. At very large rapidities intrinsic production could dominate but this region is probably out of reach of any experiment.

研究动机与目标

• 研究LHC上pp碰撞中B⁰–B̄⁰产生不对称性的存在与否及其大小。
• 评估束流拖拽效应和联合机制通过Lund弦碎片化模型生成不对称性的作用。
• 评估质子波函数涨落中本征底夸克对主导强子不对称性的贡献。
• 在不同动量空间区域比较弦碎片化模型与本征底夸克模型的预测结果。
• 确定观测此类不对称性的实验可达性，特别是前向快度区和低横动量区域。

提出的方法

• 使用Pythia蒙特卡罗事件生成器模拟√s = 14 TeV下的pp碰撞，采用微扰重夸克产生和部分子喷注。
• 将重夸克产生划分为三种机制：对产生（gg → bb̄，qq̄ → bb̄）、味激发（Qq → Qq）和胶子分裂（g → bb̄）。
• 应用Lund弦碎片化模型，模拟微扰产生的b夸克与束流残留中的轻夸克之间的联合。
• 引入本征底夸克模型，其中质子波函数中的b̄夸克（例如在|uddbb̄⟩ Fock态中）在碰撞过程中与价夸克联合。
• 将主导阶碎片化（独立碎片化）与本征底夸克贡献相结合，计算总截面和不对称性。
• 使用平滑化和外推的主导阶分布，与本征底夸克贡献进行比较，重点关注高xF和低p_⊥区域。

实验结果

研究问题

• RQ1 在LHC的pp碰撞中，使用Lund弦碎片化模型时，B⁰–B̄⁰产生不对称性的大小是多少？
• RQ2 束流拖拽和联合效应如何影响前向快度区的底强子不对称性？
• RQ3 质子波函数中的本征底夸克在多大程度上贡献于主导强子不对称性？
• RQ4 在哪些动量空间区域（快度、横动量）不对称性最为显著？
• RQ5 在极高快度区域，本征底夸克产生是否可能占主导地位，且该区域是否具有实验可观测性？

主要发现

• 在中心快度区，底强子产生不对称性可忽略不计，大多数动量配置下均低于1%。
• 在前向区域（|y| > 3）和p_⊥为5至10 GeV之间，不对称性增加至1–2%，主要由弦碎片化效应引起。
• 本征底夸克模型仅在极高xF（> 0.25）和低p_⊥（&lt; 5 GeV）时有显著贡献，对应于y > 6.5，此时不对称性达到约0.1。
• 在中心和中等快度区域，B⁰与B̄⁰的截面几乎完全相同，仅因联合概率存在微小差异。
• Λ_b⁰和Σ_b⁰重子表现出最强的前向峰化分布，而B⁻与B̄⁰介子的截面几乎简并。
• 在高xF和低p_⊥区域，本征底夸克贡献超过主导阶碎片化，但该区域在LHC上可能超出实验可达范围。