[论文解读] Measurement of the $ {\Lambda}_c^{+} $ to D$^{0}$ production ratio in periphera PbPb collisions at $ \sqrt{s_{ extrm{NN}}} $ = 5.02 TeV

LHCb collaboration|arXiv (Cornell University)|Oct 13, 2022

High-Energy Particle Collisions Research被引用 1

一句话总结

该论文通过LHCb实验首次测量了√sNN = 5.02 TeV下外围PbPb碰撞中前向快度区（2 < y < 4.5）的Λ⁺c到D⁰产生率比值。该比值在pT或⟨Npart⟩上无显著依赖性，平均值为⟨RΛ⁺c/D⁰⟩ ≈ 0.27，与包含下一阶色连接的PYTHIA 8预测一致，但与统计强子化模型（SHM）预测存在矛盾。

ABSTRACT

We report on a measurement of the $Λ_c^+$ to $D^0$ production ratio in PbPb collisions at $\sqrt{s_{ m NN}}$= 5.02 TeV with the LHCb detector in the forward rapidity region $2

研究动机与目标

• 在前向快度区（2 < y < 4.5）测量√sNN = 5.02 TeV下外围PbPb碰撞中Λ⁺c与D⁰的产生率比值。
• 研究该比值在横动量（pT）、快度（y）和参与核子平均数（⟨Npart⟩）上的依赖性。
• 将结果与理论模型进行比较，包括包含色连接的PYTHIA 8和统计强子化模型（SHM）。
• 解决先前实验在中快度区与前向快度区测量的Λ⁺c/D⁰比值之间存在的差异。
• 通过提供此前测量数据不足的相空间区域的数据，对强子化模型进行约束。

提出的方法

• 利用来自外围PbPb碰撞（65–90% 碰撞程度）的数据，在LHCb探测器中重建Λ⁺c → pK⁺π⁻和D⁰ → K⁻π⁺衰变过程。
• 应用运动学和顶点选择标准以抑制组合背景和非共振背景。
• 使用模板拟合方法，基于不变质量分布提取Λ⁺c和D⁰的信号产额。
• 通过蒙特卡罗模拟校正探测器效率，校正按pT和y区间分别应用。
• 估计来自信号形状、背景建模、效率和轨迹重建的系统不确定性。
• 将测量结果与包含下一阶色连接的PYTHIA 8预测以及包含激发的粲重子态的统计强子化模型（SHM）预测进行比较。

实验结果

研究问题

• RQ1 在前向快度区，外围PbPb碰撞中Λ⁺c与D⁰的产生率比值是否依赖于横动量（pT）？
• RQ2 在外围碰撞中，该比值是否依赖于参与核子的平均数（⟨Npart⟩）？
• RQ3 在前向区域（2 < y < 4.5）中，该比值如何随快度（y）变化？
• RQ4 结果是否与包含下一阶色连接效应的PYTHIA 8预测一致？
• RQ5 与包含扩展的粲重子态集的统计强子化模型（SHM）相比，结果如何？

主要发现

• Λ⁺c与D⁰的产生率比值在2 < pT < 8 GeV/c范围内无显著pT依赖性。
• 该比值在2 < y < 4.5的快度范围内无显著y依赖性。
• 在65–90%碰撞程度范围内，该比值无显著⟨Npart⟩依赖性。
• 该比值的平均值为⟨RΛ⁺c/D⁰⟩ = 0.27 ± 0.05（统计）± 0.05（系统），与包含下一阶色连接的PYTHIA 8预测一致。
• 数据与统计强子化模型（SHM）的预测存在矛盾，后者在低pT区域显著高估了该比值。
• 结果与LHCb在√sNN = 5.02 TeV下pPb和Pbp碰撞中的先前测量一致，表明该比值与ALICE和CMS的中快度区测量相比具有显著的快度依赖性。