ATLAS探测器在8 TeV质子-质子碰撞中测量b-强子对产生

"这篇论文是ATLAS合作组在2017年发表的，研究了在8TeV质子-质子碰撞中使用ATLAS探测器测量b-强子对产生的现象。通过对11.4fb-1的碰撞数据集分析，他们在包含J/ψ→μμ衰变通道中重建了b子强子，并在包含单个μ子的衰变通道中重建了第二个b子强子，以此来评估b-强子对产生的频率。实验结果以一个基准量表示，这个基准量基于分析中使用的三个μ子的运动学要求定义。测量得到的基准横截面为17.7±0.1（统计误差）±2.0（系统误差）nb。此外，还比较了多个归一化的差异横截面与Pythia8、Herwig++、MadGraph5_aMC @ NLO + Pythia8和Sherpa等事件生成器的预测，为重味粒子的生成提供了新的约束条件。" 本文是关于高能物理实验的一篇学术论文，具体涉及大型强子对撞机(Large Hadron Collider, LHC)的ATLAS实验。ATLAS探测器是LHC上的多用途粒子探测器，用于研究基本粒子间的相互作用，特别是在高能量的质子-质子碰撞中。这篇论文的重点是研究在能量为8TeV的质子-质子碰撞中b-强子对的产生，这是理解基本粒子物理学，特别是量子色动力学(QCD)的一个关键领域。 在实验设计上，研究者选择了包含J/ψ meson（一种由一对b和b反夸克组成的重子）衰变为两个μ子的事件来识别b子强子。J/ψ衰变是一个常用的方法，因为它具有明显的信号特征。第二个b子强子则通过包含单个μ子的衰变通道来识别。这种双b强子的事件选择有助于减少背景噪声并提高信号纯度。 测量的基准横截面反映了在特定kinematic条件下，每单位面积内b-强子对产生的概率。横截面的不确定性包括统计误差和系统误差两部分，后者通常源于探测器性能、理论模型的不完善以及背景估计的不确定性等因素。 论文还比较了不同蒙特卡洛(Monte Carlo)事件生成器的预测，如Pythia8、Herwig++、MadGraph5_aMC @ NLO + Pythia8和Sherpa，这些工具用于模拟粒子碰撞过程。通过将实验测量结果与这些理论模型的预测进行对比，可以对模型进行验证和改进，进一步加深我们对QCD的理解，特别是关于重味夸克（如b夸克）生成的物理过程。 这篇论文提供了对8TeV质子-质子碰撞中b-强子对产生的重要测量，为理解和改进高能物理的理论模型提供了宝贵的数据。