[论文解读] Measurement of jet spectra in Pb-Pb collisions at $\sqrt{s_{NN}}$=2.76 TeV with the ALICE detector at the LHC

M. Verweij|arXiv (Cornell University)|Aug 30, 2012

High-Energy Particle Collisions Research参考文献 6被引用 4

一句话总结

本论文利用ALICE探测器，在√sNN = 2.76 TeV的Pb-Pb碰撞中测量了喷注横向动量谱，采用反-kT喷注聚类方法和去卷积技术，校正背景涨落与探测器效应。主要结果为在中心碰撞中观测到强烈的喷注抑制，R_AA ≈ 0.2（在30 GeV/c处），表明喷注在夸克-胶子等离子体中因部分子能量损失而发生显著喷注淬火。

ABSTRACT

We report a measurement of transverse momentum spectra of jets detected with the ALICE detector in Pb-Pb collisions at sqrt(sNN)=2.76 TeV. Jets are reconstructed from charged particles using the anti-kt jet algorithm. The background from soft particle production is determined for each event and subtracted. The remaining influence of underlying event fluctuations is quantified by embedding different probes into heavy-ion data. The reconstructed transverse momentum spectrum is corrected for background fluctuations by unfolding. We compare the inclusive jet spectra reconstructed with R=0.2 and R=0.3 for different centrality classes and compare the jet yield in Pb-Pb and pp events.

研究动机与目标

• 利用带电粒子测量√sNN = 2.76 TeV下Pb-Pb碰撞中的包含喷注横向动量谱。
• 通过去卷积技术校正来自底事件的背景涨落与探测器效应。
• 通过核修改因子R_AA量化喷注淬火，并与蒙特卡罗模型进行比较。
• 评估喷注半径（R = 0.2 和 R = 0.3）对重离子环境中喷注产额与展宽的影响。
• 通过与JEWEL蒙特卡罗模拟对比，验证能量损失模型。

提出的方法

• 使用反-kT算法，基于R = 0.2 和 R = 0.3，从带电粒子中重建喷注，适用于|η| < 0.5 且 pT > 0.15 GeV/c的范围。
• 通过非主导kT簇的中位数pT/A估算背景密度ρ，并从喷注pT中减去，以抑制软背景。
• 利用测量的δpT分布构建响应矩阵，以模拟背景涨落引起的弥散效应，并结合追踪效率模拟得到的探测器效应。
• 采用χ²最小化方法进行去卷积，辅以正则化以稳定解，偏好展开谱中的局部幂律行为。
• 调节正则化强度β，以避免惩罚项占主导，确保重构谱与测量数据吻合。
• 将展开谱延伸至250 GeV/c，以允许来自测量pT最小值以下和最大值以上的能量馈注。

实验结果

研究问题

• RQ1 与√sNN = 2.76 TeV下的pp碰撞相比，中心Pb-Pb碰撞中喷注横向动量谱的修改程度如何？
• RQ2 背景涨落与探测器效应如何扭曲测量的喷注谱，以及通过去卷积技术能在多大程度上进行校正？
• RQ3 在Pb-Pb碰撞中比较R = 0.2与R = 0.3喷注谱时，是否存在喷注展宽的证据？
• RQ4 JEWEL蒙特卡罗模拟的喷注能量损失在多大程度上再现了ALICE数据中观测到的喷注抑制？
• RQ5 喷注淬火的中心度依赖性如何，以核修改因子R_AA量化？

主要发现

• 在中心Pb-Pb碰撞中观测到喷注产额显著抑制，核修改因子R_AA ≈ 0.2（在30 GeV/c处），表明存在显著的喷注淬火。
• R_AA从中心到外围碰撞逐渐增大，显示出与致密介质中能量损失一致的清晰中心度依赖性。
• R = 0.2与R = 0.3喷注谱的比值与真空喷注产生一致，表明介质中无显著喷注展宽。
• 展开的喷注谱表明，测量谱仅在高于5σ(δpT)时可靠，因此将最小pT截断设为相应值，以抑制软背景污染。
• 正则化带来的系统不确定性在中心事件中约为10%，外围事件中约为4%，反映了去卷积过程的稳定性。
• ALICE带电喷注数据与JEWEL蒙特卡罗模拟的能量损失模型之间表现出良好一致性，验证了夸克-胶子等离子体中能量损失模型的可靠性。