CMS实验：5.02TeV质子铅碰撞中ϒ介子的独家光生产测量

"测量在$$ \sqrt{\smash[b]{s_{_{\mathrm{NN}}}}}=5.02 \, \text{TeV} $$ 的质子-铅（p-Pb）碰撞中质子产生的独家$$ \mathrm{\Upsilon} $$Υ介子的光生产" 这篇论文详细介绍了在质子-铅（p-Pb）超外围碰撞中，质子产生的$$ \mathrm{\Upsilon} $$Υ介子（包括Υ（1S），Υ（2S），和Υ（3S）三个态）的独家光生产过程的研究。该过程由$$ \gamma \mathrm{p} \rightarrow \mathrm{\Upsilon} \, (\mathrm{nS}) \, \mathrm{p} $$反应描述，其中$$ \mathrm{n} = 1,2,3 $$. 这些测量是在核子对的质心能量$$ \sqrt{\smash[b]{s_{_{\mathrm{NN}}}}} = 5.02 \, \text{TeV} $$时进行的。 实验数据是通过CMS实验收集的，对应的综合亮度为32.6 $$ \, \text{nb}^{-1} $$。分析中使用了Υ（nS）衰变至$$ \mu^+\mu^- $$的模式来探测Υ介子。研究了随着Υ（nS）的横向动量平方$$ p_T^2 $$和快速度$$ y $$变化的微分截面。 特别地，Υ（1S）态的光生产截面在快速度范围$$ |y| < 2.2 $$内被提取出来，这个范围对应的光子-质子中心-of-mass能量在91 $$ \text{GeV} $$到826 $$ \text{GeV} $$之间。这些数据与基于渐近自由量子色动力学（QCD）的理论预测进行了比较，以了解Υ介子的产生机制和强相互作用的性质。 此外，这些测量对于理解重离子碰撞中的高密度环境以及质子-核和核-核相互作用的初始状态提供了重要信息。通过这种光生产过程，科学家可以探索夸克-胶子等离子体（QGP）环境下的重夸克偶素的行为，因为超外围碰撞可以在不产生大量硬散射的情况下提供对质子和铅核内部结构的洞察。 这项研究是粒子物理领域的一个重要进展，它提供了对高能碰撞中重味粒子产生机制的深入理解，同时对于检验QCD理论模型和探索极端条件下的物质性质具有重要意义。该论文的开放访问特性使得全球的科研人员都能获取并利用这些数据进行进一步的研究。