[论文解读] Fragmentation of Triply Heavy Baryons

M. A. Gomshi Nobari, Reza Sepahvand|arXiv (Cornell University)|Jun 14, 2004

Particle physics theoretical and experimental studies被引用 3

一句话总结

本文在标准模型中计算了通过直接c和b夸克 fragmentation 产生三重重夸克重子（Ω_{ccc}、Ω_{ccb}、Ω_{cbb}、Ω_{bbb}）的主导阶碎片化函数。报告了10⁻⁵–10⁻⁷范围内的通用碎片化概率，并利用下一阶矩阵元估算其在√s = 14 TeV下的LHC产生截面，范围从几nb到几pb。

ABSTRACT

The triply heavy baryons in the standard model formed in direct $c$ and $b$ quark fragmentation are the $\Omega_{ccc}$, $\Omega_{ccb}$, $\Omega_{cbb}$ and $\Omega_{bbb}$ baryons. We calculate their fragmentation functions in leading order of perturbative QCD. The universal fragmentation probabilities fall within the range of $10^{-5}-10^{-7}$.We also evaluate their cross section at the LHC ($\sqrt{s}=14$ TeV) using next-to-leading order matrix elements for heavy quark-antiquark pair production. We present the differential cross sections as functions of the transverse momentum as well as the total cross sections. They range from a few nb to a few pb.

研究动机与目标

• 研究高能强子对撞中通过直接夸克碎片化产生三重重夸克重子的机制。
• 在微扰QCD框架内确定c和b夸克向三重重夸克重子的碎片化概率。
• 利用下一阶矩阵元评估这些重子在LHC上的微分和总产生截面。
• 为未来高能对撞机实验探测提供可观测产额的定量估计。

提出的方法

• 使用微扰QCD技术计算c和b夸克形成三重重夸克重子的主导阶碎片化函数。
• 将从碎片化函数导出的通用碎片化概率应用于估算产生率。
• 使用重夸克-反夸克对产生过程的下一阶矩阵元，计算√s = 14 TeV下的截面。
• 将微分截面作为横动量的函数进行评估，并积分以获得总截面。
• 在分析中考虑了全部四种三重重夸克重子：Ω_{ccc}、Ω_{ccb}、Ω_{cbb}和Ω_{bbb}。

实验结果

研究问题

• RQ1 在主导阶微扰QCD中，c和b夸克向三重重夸克重子的碎片化概率是多少？
• RQ2 在LHC上，三重重夸克重子的微分截面如何随横动量变化？
• RQ3 在√s = 14 TeV下，Ω_{ccc}、Ω_{ccb}、Ω_{cbb}和Ω_{bbb}的总产生截面是多少？
• RQ4 下一阶矩阵元如何影响这些稀有态截面估算的准确性？

主要发现

• 三重重夸克重子向c和b夸克喷注的通用碎片化概率位于10⁻⁵至10⁻⁷之间。
• 在14 TeV质心系能量下，这些重子的微分截面被计算为横动量的函数。
• 所研究的三重重夸克重子的总产生截面范围从几纳靶到几皮靶。
• 截面估算基于重夸克-反夸克对产生过程的下一阶矩阵元。
• 结果为未来在高能强子对撞中探测这些奇异重子提供了定量基准。