[论文解读] Hadron production in $p+p$, $p+Pb$ and $Pb+Pb$ collisions at the LHC energies with HIJING2.0 model

Wei-Tian Deng, Xin-Nian Wang+1 more|arXiv (Cornell University)|Aug 11, 2010

High-Energy Particle Collisions Research被引用 2

一句话总结

本文提出 HIJING 2.0，一个用于模拟高能核碰撞中强子产生的更新版蒙特卡洛模型，整合了现代部分子分布函数，并对两分量喷射模型的参数进行了优化。该模型成功描述了 LHC $p+p$ 实验数据，并对全 LHC 能量下 $p+p$、$p+Pb$ 和 $Pb+Pb$ 碰撞中的强子谱和多重数提供了预测，提升了重离子环境中粒子产生的理论建模能力。

ABSTRACT

The HIJING (Heavy-ion Jet Interaction Generator) Monte Carlo model is updated with the latest parton distributions functions (PDF) and new set of the parameters in the two-component mini-jet model that controls total $p+p$ cross section and the central pseudorapity density. We study hadron spectra and multiplicity distributions using the HIJING 2.0 model and compare to recent experimental data from $p+p$ collisions at the LHC energies. We also give predictions of hadron production in $p+p$, $p+Pb$ and $Pb+Pb$ collisions at the full LHC energy.

研究动机与目标

• 通过引入现代部分子分布函数，更新 HIJING 模型，以改进高能核碰撞中强子产生的描述。
• 优化两分量喷射模型的参数，以更准确地重现总 $p+p$ 截面和中心区域伪快度密度。
• 利用近期 LHC $p+p$ 实验数据，对更新后的 HIJING 2.0 模型进行验证。
• 将模型的预测扩展至全 LHC 能量下的 $p+Pb$ 和 $Pb+Pb$ 碰撞，以供未来实验对比。

提出的方法

• 将最新的部分子分布函数（PDFs）集成到 HIJING 2.0 蒙特卡洛框架中。
• 对两分量喷射模型进行重新参数化，以调整总 $p+p$ 截面和中心区域伪快度密度。
• 利用更新后的模型，模拟 $p+p$、$p+Pb$ 和 $Pb+Pb$ 碰撞中的强子谱和多重数分布。
• 将模拟得到的强子谱和多重数与 LHC $p+p$ 碰撞的实验数据进行比较。
• 将结果外推至全 LHC 能量下的 $p+Pb$ 和 $Pb+Pb$ 体系，用于预测建模。

实验结果

研究问题

• RQ1 HIJING 2.0 在多大程度上能够重现 LHC 能量下 $p+p$ 碰撞中测量的强子谱和多重数分布？
• RQ2 更新的部分子分布函数和优化的喷射模型参数，对模型描述 $p+p$ 数据的改进程度如何？
• RQ3 在相同质心系能量下，$p+Pb$ 和 $Pb+Pb$ 碰撞中预测的强子产生模式与 $p+p$ 碰撞相比有何差异？
• RQ4 更新后的模型在多大程度上捕捉到了强子碰撞中粒子产生对体系尺寸的依赖性？

主要发现

• HIJING 2.0 有效重现了 LHC 能量下 $p+p$ 碰撞中测量的强子谱和多重数分布，验证了更新后模型参数的有效性。
• 引入现代部分子分布函数显著提升了模型对总 $p+p$ 截面预测的准确性。
• 优化后的两分量喷射模型与 $p+p$ 碰撞中观测到的中心区域伪快度密度具有更好的一致性。
• 该模型预测 $p+Pb$ 和 $Pb+Pb$ 碰撞中的强子产生量高于 $p+p$ 碰撞，与多部分子相互作用的预期一致。