[论文解读] Direct photons at LHC

Amir H. Rezaeian, B. Z. Kopeliovich+2 more|ArXiv.org|Jul 13, 2007

High-Energy Particle Collisions Research参考文献 1被引用 5

一句话总结

该论文使用DGLAP改进的胶色二极子模型，预测了LHC能量下（5.5和14 TeV）直接光子横动量谱，该模型在无需K因子、高阶修正或夸克到光子的碎片化函数的情况下，描述了包括光子的产生。该框架经深度非弹性散射（DIS）和对撞机数据标定，提供了无需参数的预测，与RHIC和Tevatron数据一致，为探测重离子碰撞中胶子密度和介质效应提供了一种稳健的替代部分子模型方案。

ABSTRACT

The DGLAP improved color dipole approach provides a good description of data for inclusive direct photon spectra at the energies of RHIC and Tevatron. Within the same framework we predict the transverse momentum distribution of direct photons at the CERN LHC energies.

研究动机与目标

• 使用胶色二极子形式体系，为LHC能量下的直接光子产生提供无参数的预测。
• 检验GBW-DGLAP二极子模型在描述超出RHIC和Tevatron能量范围的直接光子谱方面的可行性。
• 提供一种替代部分子模型的方案，避免初态横向动量和高阶修正带来的模糊性。
• 评估二极子方法在胶球交换占主导的高能强子碰撞中的适用性。
• 通过提供理论上一致的直接光子产生基线，支持LHC未来实验分析。

提出的方法

• 使用GBW-DGLAP二极子模型，将Golec-Biernat-Wüsthoff饱和模型与DGLAP演化结合，用于胶子密度演化。
• 采用拟合深度非弹性散射（DIS）数据的唯象二极子截面，同时包含微扰和非微扰QCD效应。
• 通过二极子图像中的电磁辐射（ bremsstrahlung）计算直接光子产生，其中截面以q̄q二极子相互作用表示。
• 将该模型应用于√s = 200 GeV（RHIC）、1.8 TeV（CDF）以及5.5和14 TeV（LHC）的快度区中性直接光子谱。
• 由于二极子截面的非微扰性质，无需K因子、高阶修正或夸克到光子的碎片化函数。
• 忽略Reggeon贡献，专注于胶球交换，使该模型适用于高能过程。

实验结果

研究问题

• RQ1 GBW-DGLAP二极子模型是否能在无需额外唯象修正的情况下，准确预测LHC能量下的直接光子谱？
• RQ2 在高能下，二极子方法与部分子模型在描述直接光子产生方面相比如何？
• RQ3 由于缺乏K因子和碎片化函数，对二极子模型预测的可靠性有多大影响？
• RQ4 尽管该模型是基于低pT数据拟合的，它在LHC能量下是否仍保持有效？
• RQ5 考虑到实验通常应用隔离条件，该模型的预测在隔离条件下的鲁棒性如何？

主要发现

• GBW-DGLAP二极子模型在RHIC和CDF能量下提供了无参数的直接光子谱描述，无需额外修正即可与实验数据一致。
• 该模型在LHC能量（5.5和14 TeV）下预测直接光子产生，无需K因子、高阶项或碎片化函数。
• 拟合DIS数据的二极子截面包含了所有微扰和非微扰辐射效应，消除了部分子初态横向动量的模糊性。
• 即使在CDF隔离条件下，理论预测仍与实验值保持在10%以内，表明对隔离条件具有强鲁棒性。
• 该模型在低能下的成功表明其有效性可延伸至LHC能量，在此能量下胶球交换占主导。
• 该框架为探测质子中胶子密度及重离子碰撞中的介质效应，提供了部分子模型的可行替代方案。