PYTHIA8模拟研究$$ \mathrm{J}/\psi $$在质子-质子碰撞中的产生与多重性关联

"这篇论文详细探讨了在质子-质子（pp）碰撞中$$ \mathrm{J}/\psi $$的产生与带电粒子多重性的关系。研究基于PYTHIA8蒙特卡洛模拟，该模拟是用于描述高能粒子相互作用的工具，特别是对于质心能量为$$ \sqrt{s} = 13 $$ TeV的碰撞。文章指出，最近的实验数据揭示了$$ \mathrm{J}/\psi $$的自归一化产量与多重性之间存在显著的正比增长趋势，这超出了线性增长的预期。" 在高能物理领域，$$ \mathrm{J}/\psi $$是一种由一个粲夸克和一个反粲夸克组成的束缚态，它属于介子中的charm重子态，通常被用作探测强相互作用的一个重要标志。这篇由S.G. Weber等人发表的论文"Elucidating the multiplicity dependence of J/ψ production in proton–proton collisions with PYTHIA8"深入研究了$$ \mathrm{J}/\psi $$的即时（prompt）和非即时（non-prompt）产生，即时指的是在碰撞中直接产生的$$ \mathrm{J}/\psi $$，而非即时则指从b夸克衰变中产生的。 文章的核心是分析这些$$ \mathrm{J}/\psi $$粒子在非弹性pp碰撞中的产量如何随带电粒子多重性的增加而变化。带电粒子多重性是评估碰撞事件复杂性的一个指标，通常与硬散射过程的频率相关。在$$ \sqrt{s} = 13 $$ TeV的质心能量下，这样的碰撞提供了探索量子色动力学（QCD）强相互作用的理想平台。 PYTHIA8是一种广泛使用的粒子物理模拟软件，它包含了多种物理过程的模型，包括强相互作用的产生和衰变。通过运用PYTHIA8，研究者能够模拟和理解$$ \mathrm{J}/\psi $$的产生模式，并与实际实验数据进行比较。实验数据显示，随着碰撞中产生的带电粒子数量增多，$$ \mathrm{J}/\psi $$的自归一化产率呈现出超出线性的增强，这一现象可能暗示着在高多重性事件中存在集体效应或者新的物理机制。 这种非线性增长可能是由于在高多重性事件中产生了更多的硬散射过程，这些过程在强子间的碰撞中产生大量粒子。此外，也可能与多喷注现象、强子化过程或重夸克的产生与演化有关。这个结果挑战了现有的理解和模型，需要进一步的理论解释和实验验证。 这篇论文对理解高能pp碰撞中的$$ \mathrm{J}/\psi $$产生以及强相互作用的动态行为提供了重要见解，同时也提出了关于多重性依赖的新问题，这对于未来的粒子物理学研究具有深远影响。