[论文解读] Charmonium Production at the SPS

D. E. Kahana, S. Kahana|arXiv (Cornell University)|Oct 23, 1998

High-Energy Particle Collisions Research被引用 9

一句话总结

本文提出了一种传统的准强子模型，用于解释在S+U（200 GeV/c）和Pb+Pb（158 GeV/c）碰撞中，S+Pb实验中J/ψ和粲四夸克态的产生。该模型将Pb+Pb中观察到的异常抑制现象归因于三个因素：初态核子-核子级联效应、通过耦合道动力学增强的松散束缚态（如Χ和ψ′）的碎裂，以及末态共动子相互作用，成功地在不需引入胶子-夸克等离子体特征的情况下描述了实验数据。

ABSTRACT

We reexamine the production of J/Psi and other charmonium states for a variety of target-projectile choices at the SPS, in particular for the interesting comparison between S+U at 200 GeV/c and Pb+Pb at 158 GeV/c as observed in the experiments NA38 and NA50 respectively. The result is a description of the NA38 and NA50 data in terms of a conventional, quasi-hadronic picture. The apparently anomalous suppression found in the most massive Pb+Pb system arises in the present simulation from three sources: destruction in the initial nucleon-nucleon cascade phase, use of coupled channels to exploit the larger breakup in the less bound Chi and Psi' states, and comover interaction in the final low energy phase.

研究动机与目标

• 解释在S+Pb碰撞中观察到的Pb+Pb碰撞中J/ψ产生的异常抑制现象，特别是NA50实验中的现象。
• 评估传统强子机制（而非禁闭相变）是否足以解释实验数据。
• 在相同理论框架下，比较S+U（NA38）和Pb+Pb（NA50）体系中的抑制模式。
• 研究松散束缚的粲四夸克态（如Χ、ψ′）在通过耦合道效应增强碎裂中的作用。
• 确定初态与末态相互作用对观测到的抑制的相对贡献。

提出的方法

• 采用准强子输运模型，模拟核-核碰撞中粲四夸克态的产生与吸收。
• 使用核子-核子级联相来建模初态相互作用，以解释致密核物质中的早期吸收。
• 引入耦合道动力学，描述中微子介质中粲四夸克态的碎裂，特别是对弱束缚态（如Χ和ψ′）的描述。
• 包含与低能强子的末态共动子相互作用，以模拟末态吸收。
• 采用具有介质中修正的输运方法，计算J/ψ及其他粲四夸克态的存活概率。
• 利用NA38（S+U）和NA50（Pb+Pb）的实验数据校准模型，以重现观测到的抑制模式。

实验结果

研究问题

• RQ1 S+Pb碰撞中Pb+Pb的J/ψ异常抑制能否通过传统强子相互作用解释，而非夸克-胶子等离子体相变？
• RQ2 初态核子-核子级联在重离子碰撞中对粲四夸克态抑制的贡献如何？
• RQ3 耦合道效应在增强松散束缚粲四夸克态（如Χ和ψ′）碎裂方面的程度有多大？
• RQ4 末态共动子相互作用在抑制J/ψ产额中的相对重要性如何？
• RQ5 为何Pb+Pb的抑制强于S+U，尽管两者的质心系能量相近？

主要发现

• 该模型成功地使用传统强子框架重现了NA38（S+U）和NA50（Pb+Pb）实验的J/ψ抑制数据。
• Pb+Pb中观察到的表观异常抑制主要由初态级联、弱束缚态中的耦合道碎裂以及末态共动子相互作用的综合作用解释。
• 引入耦合道显著增强了Χ和ψ′态的碎裂，对整体抑制模式有重要贡献。
• 研究发现末态共动子相互作用是抑制的主要贡献者，尤其是在碰撞的末期低能阶段。
• 模型表明，Pb+Pb中抑制程度高于S+U是由于核子和共动子数量更多，而非源于新型禁闭相变机制。
• 结果表明，观测到的抑制无需依赖夸克-胶子等离子体相变，对J/ψ抑制作为禁闭相变标志的解释提出了挑战。