[论文解读] Centrality dependence of charged jets in p-Pb collisions at $\sqrt{s_\mathrm{NN}} = 5.02$ TeV measured with the ALICE detector

Rüdiger Haake|arXiv (Cornell University)|Mar 22, 2015

High-Energy Particle Collisions Research被引用 3

一句话总结

本研究利用ALICE探测器首次测量了√sNN = 5.02 TeV下p–Pb碰撞中中心度相关的带电喷射产生。通过应用混合中心度方法，并测量R = 0.2和R = 0.4下的喷射截面与核子修改因子（QpPb），分析结果未发现显著的中心度依赖性，表明喷射产生过程中冷核物质效应极小。

ABSTRACT

Highly energetic jets are sensitive probes for the kinematics and the topology of nuclear collisions. Jets are collimated sprays of charged and neutral particles, which are produced in the fragmentation of hard scattered partons in an early stage of the collision. The measurement of jet spectra in p-Pb collisions provides an important way of quantifying the effects of cold nuclear matter in the initial state on jet production, fragmentation, and hadronization. Unlike in Pb-Pb collisions, strong hot nuclear matter effects - e.g. from quark-gluon plasma formation - are not expected to occur in p-Pb collisions. Hence, cold nuclear matter effects can be investigated in isolation. The impact of cold nuclear matter effects on charged jet spectra is expected to depend on the event centrality. Higher event centralities are principally connected to a higher probability for an interaction of proton and lead-nucleus and therefore also for a possible nuclear modification. This article is the conference proceeding of a talk, in which centrality-dependent properties of charged jets in p-Pb measured by ALICE were shown for the first time. The focus is here on the fully corrected jet production cross sections and the nuclear modification factors. Additionally, the jet radial structure is explored by comparing jet spectra reconstructed with different resolution parameters.

研究动机与目标

• 通过研究中心度依赖性，探究冷核物质效应对p–Pb碰撞中喷射产生的影响。
• 通过在p–Pb体系中分离冷核物质效应，为Pb–Pb碰撞提供参考测量。
• 通过不同分辨率参数（R = 0.2和R = 0.4）的截面比值，探索喷射的径向结构。
• 应用一种新颖的混合中心度估计方法，结合多粒子数与Pb侧碰撞次数（Ncoll），以提升喷射分析精度。

提出的方法

• 使用反-kT算法，在|η| < 0.9和pT > 150 MeV/c范围内，基于ITS和TPC的带电粒子轨迹进行喷射重建。
• 通过kT算法进行背景修正，以估计并减去事件级背景密度（ρ），并按轨迹密度进行缩放以考虑探测器接受度效应。
• 对原始喷射谱应用探测器响应修正，以获得完全修正后的喷射产生截面。
• 核子修改因子QpPb使用两种Ncoll估计器计算：Ncoll^mult（基于多粒子数）和Ncoll^Pb-side（基于Pb侧几何结构），并使用7 TeV数据标定pp参考截面。
• 喷射截面比值R(0.2, 0.4)定义为R = 0.2与R = 0.4下dσ/dpT的比值，用于探测喷射的径向结构。
• 通过VZERO和ZDC信号选择中心度区间，并采用结合多粒子数与几何估计的混合中心度方法。

实验结果

研究问题

• RQ1 p–Pb碰撞中带电喷射的产生率是否依赖于事件中心度，从而指示冷核物质效应？
• RQ2 不同的中心度估计器（Ncoll^mult与Ncoll^Pb-side）如何影响对喷射修饰的解释？
• RQ3 随着中心度增加，喷射径向结构（准直性）是否存在可测量的变化？
• RQ4 p–Pb碰撞中的喷射谱在多大程度上偏离pp碰撞的预期，这一偏离程度由QpPb量化？

主要发现

• R = 0.2和R = 0.4下完全修正后的带电喷射产生截面在所有中心度区间内无显著变化。
• 对于两种Ncoll估计器，核子修改因子QpPb在所有中心度区间内均与单位值一致，表明无显著的冷核物质效应。
• 无论使用Ncoll^mult还是Ncoll^Pb-side，QpPb均未表现出显著的中心度依赖性，且各中心度区间间的不确定性相互重叠。
• 喷射截面比值R(0.2, 0.4)未显示可测量的中心度依赖性，表明喷射径向结构未发生改变。
• 两种Ncoll估计器所得QpPb值之间的微小差异被解释为混合中心度方法的系统不确定性。
• 结果与p–Pb碰撞中喷射无抑制或增强完全一致，符合pQCD预期及核效应最小的结论。