[论文解读] Multiplicity dependence of charged-particle jet production in pp collisions at $\mathbf {\sqrt{s}}=\mathbf {13~TeV}$

ALICE Collaboration|arXiv (Cornell University)|Jan 1, 2022

Particle physics theoretical and experimental studies被引用 1

一句话总结

本研究首次利用ALICE探测器测量了√s = 13 TeV下pp碰撞中多胞率相关的带电强子喷注产生。通过使用反-kT算法（R = 0.2–0.7）从带电轨迹重建喷注，并根据前向V0多胞率对事件进行分类，发现喷注产额随多胞率增加，且在最高多胞率下对pT和R的依赖性微弱；NLO pQCD计算比LO计算更好地描述数据，尽管其在低于20 GeV/c的低pT区域存在过估计。

ABSTRACT

The multiplicity dependence of jet production in pp collisions at the centre-of-mass energy of $\sqrt{s} = 13\ \mathrm{TeV}$ is studied for the first time. Jets are reconstructed from charged particles using the anti-$k_\mathrm{T}$ algorithm with resolution parameters $R$ varying from $0.2$ to $0.7$. The jets are measured in the pseudorapidity range $|η_{ m jet}|< 0.9-R$ and in the transverse momentum range $5

研究动机与目标

• 研究高能pp碰撞中带电强子喷注产生的多胞率依赖性。
• 检验高多胞率事件中喷注产生模式是否与重离子碰撞中的行为相似，暗示集体行为的存在。
• 评估多部分子相互作用（MPI）和强子化机制在小系统中的作用。
• 为强子碰撞中粒子产生的理论模型提供约束。

提出的方法

• 使用反-kT算法（分辨率参数R = 0.2至0.7）从带电粒子轨迹重建喷注。
• 基于ALICE V0前向探测器测量的带电粒子多胞率选择事件，以最小化自相关效应。
• 测量了在5 < pch_T,jet < 140 GeV/c和|ηjet| < 0.9−R范围内的包容喷注横动量（pT）微分截面。
• 应用去卷积校正以考虑探测器效应，并估算系统不确定性。
• 将数据与领先阶（LO）和下一领先阶（NLO）微扰QCD计算进行比较。
• 分析不同R值下的截面比值，以研究喷注碎片化的角度依赖性。

实验结果

研究问题

• RQ1 在√s = 13 TeV的pp碰撞中，带电强子喷注的产生率如何随事件多胞率变化？
• RQ2 NLO pQCD计算在不同pT和多胞率区间内对测量喷注截面的描述程度如何？
• RQ3 在高多胞率下，喷注产额对喷注分辨率参数R和横动量的依赖性如何？
• RQ4 当前蒙特卡罗模型（如PYTHIA）对观测到的多胞率依赖性的描述程度如何？
• RQ5 不同R值下的截面比值为喷注碎片化动力学提供了哪些关于角度依赖性的见解？

主要发现

• 喷注产额随自归一化的带电粒子多胞率增加，表明高多胞率事件中喷注产生增强。
• NLO pQCD计算比LO计算更好地描述数据，尽管其在低于20 GeV/c的区域存在过估计。
• 喷注产额的多胞率依赖性在最高多胞率下对喷注pT和分辨率参数R的依赖性极弱。
• 不同R值下的截面比值与模型预期一致，为喷注碎片化的角度依赖性提供了洞察。
• 观测到的多胞率依赖性可定性地由PYTHIA再现，但定量一致性需引入多粒子产生新机制。
• 结果支持在最高多胞率下存在高密度胶子构型的新物理区域，超出简单几何标度的范畴。