[论文解读] Jet Results in pp and Pb-Pb Collisions at ALICE

O. Busch|arXiv (Cornell University)|Jun 12, 2013

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 8被引用 3

一句话总结

该论文报告了在LHC上pp和Pb-Pb碰撞中利用带电和中性粒子重建R = 0.2–0.4的喷注的ALICE测量结果。研究展示了在中心Pb-Pb碰撞中喷注的强动量依赖性抑制，高pT时RAA ≈ 0.5，且未发现明显的喷注展宽或能量重分布，与夸克-胶子等离子体中的介质诱导辐射和能量损失一致。

ABSTRACT

We report results on jet production in pp and Pb-Pb collisions at the LHC from the ALICE collaboration. The jet cross section in pp collisions at $\sqrt{s}$=2.76 TeV is presented, as well as the charged particle jet production cross section and measurements of the jet fragmentation and jet shape in pp collisions at $\sqrt{s}$=7 TeV. NLO pQCD calculations and simulations from MC event generators agree well with the data. Measurements of jets with a resolution parameter $R$=0.2 in Pb-Pb collisions at $\sqrt{s}_{NN}$=2.76 TeV show a strong, momentum dependent suppression in central events with respect to pp collisions. The centrality dependence of the suppression of charged particle jets relative to peripheral events is presented. The ratio of jet spectra with $R$=0.2 and $R$=0.3 is found to be similar in pp and Pb-Pb events. The analysis of the semi-inclusive distribution of charged particle jets recoiling from a high-$p_{ m T}$ trigger hadron allows an unbiased measurement of the jet structure for larger cone radii.

研究动机与目标

• 在√s = 2.76 TeV和7 TeV下测量pp碰撞中的喷注产生，以检验微扰QCD预测。
• 在√sNN = 2.76 TeV下研究Pb-Pb碰撞中的喷注淬灭，作为对夸克-胶子等离子体的探针。
• 研究重离子碰撞中喷注抑制的中心度依赖性及其动量依赖性。
• 使用大R的半包含反冲喷注进行无偏喷注结构测量，以最小化重建偏差。
• 将喷注形状、喷注碎片化和谱数据与NLO pQCD及蒙特卡罗生成器（PYTHIA、Phojet）进行比较，以进行验证。

提出的方法

• 使用反-kT算法在R = 0.2–0.4下，基于ITS和TPC中的带电粒子轨迹（pT > 150 MeV/c）重建喷注。
• 包含来自EMCal的中性粒子（ET > 300 MeV，|η| < 0.7），并通过减去带电能量避免重复计数。
• 使用基于探测器模拟的去卷积和逐箱校正方法，对喷注谱、形状和碎片化分布进行修正。
• 通过kT簇的平均pT密度并按带电+中性喷注重建进行缩放，从背景中减去本底事件。
• 定义核修改因子RAA = (d2Njet/dpT,dη)Pb-Pb / (⟨Ncoll⟩ × d2Njetpp/dpT,dη)以量化喷注抑制。
• 使用触发强子的半包含反冲喷注分析方法，以探测大R喷注，应用Δrecoil = (1/Ntrig) × (dN/dpT,jet)trig1-2 − c × (1/Ntrig) × (dN/dpT,jet)trig3-4以分离相关喷注。

实验结果

研究问题

• RQ1 NLO pQCD计算在√s = 2.76 TeV和7 TeV下对pp碰撞中喷注产生的描述程度如何？
• RQ2 与pp碰撞相比，中心Pb-Pb碰撞中喷注产生的抑制程度如何？这种抑制如何随喷注pT和中心度变化？
• RQ3 通过大R反冲喷注探测，夸克-胶子等离子体中是否存在喷注展宽或能量重分布的证据？
• RQ4 pp碰撞中喷注形状和碎片化分布与PYTHIA和Phojet模拟相比如何？
• RQ5 Pb-Pb碰撞中R = 0.2与R = 0.3的喷注谱比值是否表明介质效应导致喷注结构发生变化？

主要发现

• 在√s = 2.76 TeV的pp碰撞中，包含强子化效应后，包含喷注截面与NLO pQCD计算结果高度一致。
• pp碰撞中的喷注形状和碎片化分布可被PYTHIA（Perugia0和Perugia2011）和Phojet模拟良好描述，碎片化谱中观察到典型的驼峰状平台特征。
• 在中心Pb-Pb碰撞（0–10%中心度）中，R = 0.2喷注的核修改因子RAA显著小于1，在高pT（pT > 50 GeV/c）时约为0.5，表明存在强烈的喷注淬灭。
• RCP的中心度依赖性显示，随着中心度增加，抑制程度增强，RCP值从外围碰撞到中心碰撞逐渐降低。
• R = 0.2与R = 0.3喷注谱的比值在pp和Pb-Pb碰撞中均与PYTHIA预测一致，表明介质中喷注核心未发生显著展宽。
• 使用R = 0.4和低组成子pT阈值（0.15 GeV/c）的半包含反冲喷注分析显示，无显著能量重分布，ΔIAA^PYTHIA在不同R和pT阈值下保持一致。