[论文解读] Understanding the Role of Jet and Underlying Event in p+p and d+Au Collisions from PHENIX at RHIC

J. Jia|arXiv (Cornell University)|Jun 20, 2009

High-Energy Particle Collisions Research参考文献 1被引用 4

一句话总结

本研究利用高统计量的PHENIX RUN8数据，研究了p+p与d+Au碰撞中喷注和底流（UE）的修改，发现在低至中等$ p_T^{\rm sum} $区域喷注对产额出现类似Cronin的增强，且喷注形状无显著畸变。d+Au中的UE产额超过一个p+p喷注事件与$ N_{\rm coll}-1 $个最小截面事件之和，表明初始态多重散射效应在二强子关联中主导了冷核物质的修改。

ABSTRACT

Dihadron azimuthal correlation measurements have revealed striking modifications of the jets by the dense medium created in heavy-ion collisions at RHIC. One important question is to what extent the modification can be attributed to cold nuclear matter effects. In this analysis, we carried out a detailed mapping of the correlation patterns using high-statistics RUN8 d+Au minimum bias data. A striking scaling behavior of the jet pair yields is observed at low and intermediate $p_T$. The jet pair yields are found to be enhanced relative to $N_{ m coll}$ scaled p+p jet pair yields. The nuclear modification factor for jet pair yields, $J_{ m dAu}$, seems to scale with $p_T^{ m sum}$= $p_T^a+p_T^b$ (scaler sum), and shows a characteristic Cronin-like enhancement at $p_T^{ m sum}

研究动机与目标

• 通过研究RHIC能量下的p+p与d+Au碰撞，分离冷核物质对喷注和底流（UE）的影响。
• 确定喷注对产额与UE的修改是由末态介质效应还是初始态核效应引起。
• 检验二元缩放（$ N_{\rm coll} $）的有效性，并识别偏离以揭示核环境中非平凡的部分子相互作用。
• 研究d+Au中UE产额增强的起源，尤其在多重部分子相互作用与初始态散射的背景下。
• 通过分析更简单的p+A体系，为理解Au+Au碰撞中喷注淬火与介质响应提供基准参考。

提出的方法

• 基于PHENIX RUN8的最小截面d+Au与p+p碰撞，执行高统计量的二强子方位角关联测量。
• 通过$ p_T^{\rm sum} = p_T^a + p_T^b $定义喷注对产额，以探测不同$ p_T $范围内的缩放行为。
• 计算核修改因子$ J_{\rm dAu} $，将d+Au喷注产额与$ N_{\rm coll} $缩放的p+p产额进行比较。
• 在p+p与d+Au中分析基底产额（喷注峰下未关联的对），以分离UE贡献。
• 将数据与PYTHIA调优及理论模型（包括功率修正、多部分子散射和阴影效应）进行比较。
• 利用中心度依赖的UE缩放，探测d+Au中多重部分子相互作用的贡献。

实验结果

研究问题

• RQ1 d+Au中喷注对产额的增强在多大程度上是由冷核物质效应引起，而非末态介质效应？
• RQ2 尽管产额显著增强，为何d+Au中的喷注形状保持不变，表明无强烈喷注淬火或碎片化变化？
• RQ3 d+Au中的底流产额与一个p+p喷注事件和$ N_{\rm coll}-1 $个最小截面p+p事件之和相比如何？
• RQ4 哪种初始态效应——多重散射、部分子分布函数修改或能量损失——最能解释观测到的产额增强？
• RQ5 p+p中的基底产额能否由标准PYTHIA模拟解释，还是非微扰QCD效应更为显著？

主要发现

• 在d+Au中，$ p_T^{\rm sum} < 5-7 $ GeV/c的低至中等$ p_T^{\rm sum} $区域，观测到显著的类似Cronin的喷注对产额增强，且$ J_{\rm dAu} $随$ p_T^{\rm sum} $变化而缩放。
• 与p+p相比，d+Au中的喷注形状未发生显著改变，表明增强并非由喷注淬火或碎片化变化引起。
• d+Au中的基底产额超过一个p+p喷注事件与$ N_{\rm coll}-1 $个最小截面p+p事件之和，表明多重部分子相互作用存在非加和性贡献。
• p+p中的基底产额大于标准PYTHIA调优的预测值，表明在p+p碰撞中非微扰UE建模存在局限性。
• 仅靠冷核物质中的能量损失无法解释数据，因为其会抑制高$ p_T $产额，而实际并未观测到抑制。
• 鉴于缺乏形状畸变及UE产额的缩放行为，初始态多重散射效应被认定为观测到产额增强的主要机制。