RHIC-STAR 500 GeV質(zhì)子-質(zhì)子對撞中J-Ψ的測量.pdf

1、J/ψ是粲夸克及其反粲夸克組成的束縛態(tài)，是最簡單的量子色動力學(xué)QCD束縛態(tài)之一，是研究QCD的很好的探針。自1974年被發(fā)現(xiàn)以來，對其產(chǎn)生機制的實驗和理論就從未中斷過。J/ψ的產(chǎn)生過程通?？梢员粍澐譃閮蓚€子過程:粲夸克和反粲夸克對的產(chǎn)生以及夸克對演化成束縛態(tài)的過程。粲夸克對產(chǎn)生通常是具有較大四動量轉(zhuǎn)移的硬過程，可以通過微擾量子色動力學(xué)(pQCD)計算。而粲夸克對演化到J/ψ的過程是一個非微擾的軟過程，只能通過唯象模型來描述。目前在描述J

2、/ψ產(chǎn)生的諸多模型中，比較成功的有色單態(tài)模型(CSM)，色蒸發(fā)模型(CEM)，以及色八重態(tài)模型(COM)。但目前沒有任何一個模型能夠同時描述所有的實驗測量結(jié)果。在實驗中觀測到的J/ψ，不僅包括由粲夸克對演化產(chǎn)生的直接貢獻，還包含從更高階的粲偶素和B介子衰變而來的貢獻，從而進一步加大了研究J/ψ產(chǎn)生機制的難度。
　　此外，粲夸克對在強子對撞的產(chǎn)生并沒有被完全理解。ALICE合作組最近測量了在質(zhì)子-質(zhì)子7TeV對撞能量下粲夸克和J/ψ

3、的產(chǎn)生隨帶電粒子多重數(shù)的變化。該結(jié)果顯示隨著帶電粒子多重數(shù)的增加，粲夸克和J/ψ產(chǎn)生相對于多重數(shù)有強于線性的增長，并且這種增長沒有橫動量依賴性。J/ψ和粲夸克的非線性增長在測量精度下高度一致預(yù)示該非線性增強可能來自于粲夸克的產(chǎn)生過程而非強子化過程。目前包含流體力學(xué)模型的事例產(chǎn)生器EPOS3.099以及滲透模型都能夠較好的描述ALICE的實驗數(shù)據(jù)。但是造成該非線性增長的深層次物理機制并沒有被完全理解。因此在新的對撞能量下測量J/ψ的產(chǎn)額以

4、及其與帶電多重數(shù)的關(guān)聯(lián)，對于人們理解強子對撞中粲夸克對的產(chǎn)生機制及其演化過程有極大幫助。
　　在本文中，我們首次精確測量了J/ψ在RHIC-STAR質(zhì)子質(zhì)子500 GeV對撞中的產(chǎn)生截面及其與帶電多重數(shù)的關(guān)聯(lián)。本文通過J/ψ的雙電子衰變道來重建J/Ψ，采用的的數(shù)據(jù)是由電磁量能器閾觸發(fā)得到的樣本。電磁量能器觸發(fā)的方式，極大的壓低了背景事例，顯著提高了J/ψ事例的積分亮度。得益于STAR優(yōu)越的電子鑒別能力和極高的積分亮度，通過過修正觸

5、發(fā)效率，徑跡重建效率等效率和接受度的影響，得到了J/ψ在4＜ pT＜20 GeV/c橫動量區(qū)間的產(chǎn)額的精確測量結(jié)果。該測量結(jié)果能夠被次領(lǐng)頭階(NLO)的色八重態(tài)模型描述，雖然該色八重態(tài)模型并沒有包含通過B粒子衰變來J/ψ的貢獻。同時對于J/ψ的微分截面我們也做了xT標度的檢測，在測量的動力學(xué)區(qū)間，J/ψ的微分截面遵循xT標度。我們同時也首次在RHIC STAR上測量了在橫動量區(qū)間為4＜ pT＜12 GeV/c的ψ(2S)與J/ψ粒子衰變

6、到雙電子道的反應(yīng)截面比，該比值為3.2±1％。該測量有助于剝離J/ψ中ψ(2S)衰變的貢獻
　　在J/ψ的產(chǎn)生隨著帶電多重數(shù)變化的測量中，我們觀察到了與ALICE類似的非線性增強。在測量到的最高的帶電多重數(shù)區(qū)間，J/ψ的產(chǎn)額相對于平均值有25倍的增強。不同與ALICE的觀測結(jié)果，該非線性增強有顯著的橫動量依賴性:J/ψ橫動量越高該非線性的增長就越強。該測量不能夠被PYTHIA8模擬結(jié)果所描述:PYTHIA8低估了在高帶電粒子多重數(shù)