RHIC-STAR 500 GeV質(zhì)子-質(zhì)子對(duì)撞中J-Ψ的測(cè)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(jiǎn)單的量子色動(dòng)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(lái)，對(duì)其產(chǎn)生機(jī)制的實(shí)驗(yàn)和理論就從未中斷過(guò)。J/ψ的產(chǎn)生過(guò)程通?？梢员粍澐譃閮蓚€(gè)子過(guò)程:粲夸克和反粲夸克對(duì)的產(chǎn)生以及夸克對(duì)演化成束縛態(tài)的過(guò)程。粲夸克對(duì)產(chǎn)生通常是具有較大四動(dòng)量轉(zhuǎn)移的硬過(guò)程，可以通過(guò)微擾量子色動(dòng)力學(xué)(pQCD)計(jì)算。而粲夸克對(duì)演化到J/ψ的過(guò)程是一個(gè)非微擾的軟過(guò)程，只能通過(guò)唯象模型來(lái)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(méi)有任何一個(gè)模型能夠同時(shí)描述所有的實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果。在實(shí)驗(yàn)中觀測(cè)到的J/ψ，不僅包括由粲夸克對(duì)演化產(chǎn)生的直接貢獻(xiàn)，還包含從更高階的粲偶素和B介子衰變而來(lái)的貢獻(xiàn)，從而進(jìn)一步加大了研究J/ψ產(chǎn)生機(jī)制的難度。
　　此外，粲夸克對(duì)在強(qiáng)子對(duì)撞的產(chǎn)生并沒(méi)有被完全理解。ALICE合作組最近測(cè)量了在質(zhì)子-質(zhì)子7TeV對(duì)撞能量下粲夸克和J/ψ

3、的產(chǎn)生隨帶電粒子多重?cái)?shù)的變化。該結(jié)果顯示隨著帶電粒子多重?cái)?shù)的增加，粲夸克和J/ψ產(chǎn)生相對(duì)于多重?cái)?shù)有強(qiáng)于線性的增長(zhǎng)，并且這種增長(zhǎng)沒(méi)有橫動(dòng)量依賴性。J/ψ和粲夸克的非線性增長(zhǎng)在測(cè)量精度下高度一致預(yù)示該非線性增強(qiáng)可能來(lái)自于粲夸克的產(chǎn)生過(guò)程而非強(qiáng)子化過(guò)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。但是造成該非線性增長(zhǎng)的深層次物理機(jī)制并沒(méi)有被完全理解。因此在新的對(duì)撞能量下測(cè)量J/ψ的產(chǎn)額以

4、及其與帶電多重?cái)?shù)的關(guān)聯(lián)，對(duì)于人們理解強(qiáng)子對(duì)撞中粲夸克對(duì)的產(chǎn)生機(jī)制及其演化過(guò)程有極大幫助。
　　在本文中，我們首次精確測(cè)量了J/ψ在RHIC-STAR質(zhì)子質(zhì)子500 GeV對(duì)撞中的產(chǎn)生截面及其與帶電多重?cái)?shù)的關(guān)聯(lián)。本文通過(guò)J/ψ的雙電子衰變道來(lái)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(guò)過(guò)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(dòng)量區(qū)間的產(chǎn)額的精確測(cè)量結(jié)果。該測(cè)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(méi)有包含通過(guò)B粒子衰變來(lái)J/ψ的貢獻(xiàn)。同時(shí)對(duì)于J/ψ的微分截面我們也做了xT標(biāo)度的檢測(cè)，在測(cè)量的動(dòng)力學(xué)區(qū)間，J/ψ的微分截面遵循xT標(biāo)度。我們同時(shí)也首次在RHIC STAR上測(cè)量了在橫動(dòng)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(cè)量有助于剝離J/ψ中ψ(2S)衰變的貢獻(xiàn)
　　在J/ψ的產(chǎn)生隨著帶電多重?cái)?shù)變化的測(cè)量中，我們觀察到了與ALICE類似的非線性增強(qiáng)。在測(cè)量到的最高的帶電多重?cái)?shù)區(qū)間，J/ψ的產(chǎn)額相對(duì)于平均值有25倍的增強(qiáng)。不同與ALICE的觀測(cè)結(jié)果，該非線性增強(qiáng)有顯著的橫動(dòng)量依賴性:J/ψ橫動(dòng)量越高該非線性的增長(zhǎng)就越強(qiáng)。該測(cè)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?cái)?shù)