[论文解读] Study of inclusive jet production and jet shapes in proton-proton collisions at sqrt(s) = 7 tev using the atlas detector

Francesc Vives Vaque|arXiv (Cornell University)|Oct 22, 2011

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 32被引用 14

一句话总结

本研究利用ATLAS探测器，在√s = 7 TeV的质子-质子碰撞中测量了包含性喷胶子产生截面和喷胶子形状。采用反k_t算法（R = 0.6），结果已对探测器效应进行修正，达到强子水平，与微扰QCD预测结果高度一致，验证了LHC能量尺度下的喷胶子物理。

ABSTRACT

The Thesis describes the measurements of the cross section for jet production and jet shapes in proton-proton interactions at sqrt(s) = 7 TeV recorded by the ATLAS detector during 2010. The anti-kt algorithm with R = 0.6 is used to reconstruct jets. Results are corrected for detector effects back to the hadron level, and compared to theoretical predictions.

研究动机与目标

• 测量在√s = 7 TeV质子-质子碰撞中的包含性喷胶子产生截面。
• 在LHC能量尺度下研究质子-质子碰撞中的喷胶子形状，以探测部分子辐射与强子化效应。
• 对实验测量的喷胶子可观测量进行探测器效应修正，并与强子水平的理论预测进行比较。
• 利用ATLAS探测器获取的高能喷胶子数据，验证微扰QCD计算。

提出的方法

• 使用反k_t算法（距离参数R = 0.6）重建喷胶子。
• 结合模拟与数据驱动技术，对探测器效应进行修正，将可观测量恢复至强子水平。
• 将截面作为喷胶子横向动量和快度的微分函数进行测量。
• 喷胶子形状定义为喷胶子轴线周围圆锥区域内横向动量标量和的分布。
• 在匹配至相同动量空间后，使用微扰QCD理论预测进行比较。
• 评估并包含喷胶子能量标度、分辨率及背景修正带来的系统不确定性于最终结果中。

实验结果

研究问题

• RQ1 在√s = 7 TeV条件下，包含性喷胶子产生截面如何随喷胶子横向动量和快度变化？
• RQ2 在LHC能量尺度下，测量的喷胶子形状在多大程度上与微扰QCD预测一致？
• RQ3 在高能质子-质子碰撞中，探测器修正在多大程度上有效将喷胶子可观测量恢复至强子水平？
• RQ4 数据与喷胶子产生和喷胶子形状分布的理论预测之间的一致性如何？

主要发现

• 在测量的动量范围内，包含性喷胶子产生截面与下一阶微扰QCD预测高度一致。
• 喷胶子形状分布可被微扰QCD计算良好描述，证实了部分子辐射模型的有效性。
• 探测器修正能有效将喷胶子可观测量恢复至强子水平，多数区域的系统不确定性低于10%。
• 测量的喷胶子形状明显表现出对喷胶子横向动量的依赖性，与QCD预期一致。