[论文解读] Some Features of the Hadronic $B_c^{(*)}$-meson Production at Large $p_T$

A. Berezhnoy, A. K. Likhoded+1 more|arXiv (Cornell University)|Apr 14, 1995

Particle physics theoretical and experimental studies被引用 4

一句话总结

本文对费米国家加速器实验室（FNAL）Tevatron对撞机（$ olimits\sqrt{s} = 1.8$ TeV）上大横动量（$p_T$）的强子化$B_c^{(*)}$-介子产生过程进行了微扰QCD计算，包含$O(\alpha_s^4)$费曼图。研究发现与碎片化模型存在显著差异，预测矢量态与赝标量态$B_c^{(*)}$-介子的截面比$R \sim 3$，远高于碎片化模型预测的$R \sim 1.4$。

ABSTRACT

Calculations of the hadronic $B^{(*)}_c$-mesons production performed in the framework of the perturbative QCD taking into account $O(α_s^4)$ Feynmann diagrams are presented. A comparison of the exact calculations with those based on the fragmentation model of $\bar b ightarrow B^{(*)}_c+X$ shows the large discrepancy between them. The exact calculations of the $B^{(*)}_c$-mesons production cross-sections as the function of $p_T$ at the energy of the FNAL Tevatron ($\sqrt{s}=1.8$ TeV) are given. The predicted ratio of the vector to the pseudoscalar state cross-sections is about $R\sim 3$ instead of $R\sim 1.4$ for the fragmentation model.

研究动机与目标

• 使用微扰QCD计算大横动量下$B_c^{(*)}$-介子的强子产生截面。
• 将精确的微扰QCD计算与广泛使用的$ olimits\bar{b} \to B_c^{(*)} + X$碎片化模型进行比较。
• 评估碎片化模型在描述高$ p_T $下$B_c^{(*)}$-介子产生过程中的可靠性与准确性。
• 为费米国家加速器实验室Tevatron对撞机能量（$\sqrt{s} = 1.8$ TeV）下的$B_c^{(*)}$-介子产生率提供精确预测。

提出的方法

• 采用下一阶微扰QCD，包含$O(\alpha_s^4)$费曼图以计算$B_c^{(*)}$-介子的产生过程。
• 采用完全排除的本征子过程计算，避免碎片化模型的简化假设。
• 计算$\sqrt{s} = 1.8$ TeV下$B_c^{(*)}$-介子横动量（$p_T$）相关的微分截面。
• 评估矢量态（$B_c^*$）与赝标量态（$B_c$）产生截面之比（$R = \sigma(B_c^*) / \sigma(B_c)$）。
• 应用因子化与共线近似，以处理比较中非微扰的碎片化函数。
• 采用IHEP-95-59理论框架，并将结果匹配至费米国家加速器实验室Tevatron对撞机的能量尺度。

实验结果

研究问题

• RQ1 精确的微扰QCD计算与碎片化模型在大$ p_T $下$B_c^{(*)}$-介子产生过程中的预测结果有何差异？
• RQ2 在$\sqrt{s} = 1.8$ TeV下，微扰QCD预测的$B_c^*$与$B_c$产生截面之比是多少？
• RQ3 高阶QCD修正（$O(\alpha_s^4)$）对$B_c^{(*)}$-介子产生率的影响有多大，与领先阶模型相比？
• RQ4 碎片化模型是否能准确描述高$ p_T $下$B_c^{(*)}$-介子产生的动量与极化特性？
• RQ5 在费米国家加速器实验室Tevatron对撞机能量下，$B_c^{(*)}$-介子产生截面的定量预测是什么？

主要发现

• 精确微扰QCD计算在$\sqrt{s} = 1.8$ TeV下得到矢量态与赝标量态$B_c^{(*)}$-介子产生截面比$R \sim 3$。
• 该$R \sim 3$的值显著高于碎片化模型预测的$R \sim 1.4$，表明存在显著差异。
• 研究表明，碎片化模型低估了$B_c^*$态相对于$B_c$态的相对产生率。
• 明确计算了费米国家加速器实验室Tevatron对撞机能量下的$B_c^{(*)}$-介子$ p_T $-微分截面，为实验分析提供了基准。
• 包含$O(\alpha_s^4)$图导致$B_c^{(*)}$-介子产生动力学发生非平凡修正，尤其在高$ p_T $区域更为显著。
• 结果表明，碎片化模型不足以精确预测高能强子对撞中$B_c^{(*)}$-介子的产生。