[论文解读] The dependence of the number of pomerons on the impact parameter and the long-range rapidity correlations in pp collisions

V. Vechernin, I. Lakomov|arXiv (Cornell University)|Dec 11, 2012

High-Energy Particle Collisions Research参考文献 1被引用 5

一句话总结

该论文提出了一种简化模型，通过将与碰撞参数相关的切截锥（cut pomeron）数目与锥（pomeron）轨迹及耦合关联，实现了在pp碰撞中引入颜色弦融合。基于泊松分布的切截锥与高斯弦密度的蒙特卡洛算法，成功再现了多重性与横向动量之间的长程快速度相关性，与900 GeV下ALICE实验数据高度一致，并在多种弦融合机制下表现出稳健性。

ABSTRACT

The simple model which enables to take into account the effects of a colour string fusion in pp interactions is suggested. The parameters of the model are connected with the parameters of the pomeron trajectory and its couplings to hadrons. On the base of the model the MC algorithm which enables to calculate the long-range correlation functions between multiplicities and between the average transverse momentum and the multiplicity in pp collisions is developed.

研究动机与目标

• 开发一种能够解释pp碰撞中颜色弦融合效应的模型，这些效应在标准软QCD方法中通常被忽略。
• 将与碰撞参数相关的切截锥数目与可观测量（如长程快速度相关性，LRC）联系起来。
• 利用蒙特卡洛模拟再现高能pp碰撞中多重性与横向动量之间实验观测到的长程快速度相关性。
• 测试该模型在不同弦融合机制（局域融合、团簇形成、晶格类比）下的鲁棒性。

提出的方法

• 假设质子具有高斯部分子分布函数，导致弦密度在碰撞参数与横向位置上具有可分形式。
• 推导出在碰撞参数b处切截锥的平均数目，其形式为 ∝ exp(−b²/2α²)/σ_pp(b)，并与锥轨迹及强子耦合关联。
• 将事件间切截锥数目的涨落建模为在固定b下以平均值为中心的泊松分布。
• 对碰撞参数进行积分，恢复标准的准eikonal公式，用于N-锥交换截面。
• 开发蒙特卡洛算法，用于模拟前后向快速度窗口中多重性的长程快速度相关性，以及多重性与平均横向动量之间的长程快速度相关性。
• 考虑四种弦融合机制变体（局域融合、团簇形成及其晶格类比），以检验模型的鲁棒性。

实验结果

研究问题

• RQ1 切截锥在碰撞参数依赖下的数目如何影响pp碰撞中的长程快速度相关性？
• RQ2 基于弦融合的简化模型能否再现LHC能量下观测到的多重性与横向动量相关性的上升趋势？
• RQ3 不同弦融合机制实现下，长程快速度相关性预测的鲁棒性如何？
• RQ4 该模型的预测在多大程度上与ALICE实验在900 GeV下pp碰撞中多重性与横向动量相关性的数据一致？
• RQ5 锥轨迹参数与耦合在决定长程相关性强度方面起什么作用？

主要发现

• 该模型成功再现了在63 GeV与900 GeV下，前后向快速度窗口中多重性之间观测到的长程快速度相关性（LRC）的增加。
• 在900 GeV下，蒙特卡洛模拟准确再现了分离快速度窗口中多重性与平均横向动量之间的LRC强度，与ALICE实验数据高度一致。
• 在高多重性区域，模拟与数据之间的差异归因于模型未包含的短程相关性，这些相关性仅在同窗口相关性中起作用。
• 四种弦融合机制变体（局域融合、团簇形成及其晶格类比）均产生几乎相同的LRC预测，表明模型具有高度鲁棒性。
• 该模型的预测与N-锥交换的准eikonal公式一致，验证了锥参数与可观测量相关性之间的联系。
• 在碰撞参数b处的切截锥平均数目遵循高斯型依赖关系 ∝ exp(−b²/2α²)/σ_pp(b)，直接与锥轨迹及强子耦合关联。