ALICE合作:5.02 TeV超外围Pb-Pb碰撞中相干J / ψ光产生的初步测量

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ALICE合作组在TeV能量尺度上对超外围Pb-Pb碰撞中的相干J /ψ光产生进行了首次速度差异测量。在5.02 TeV的质量能量sNN下,他们在正向快速区域(-4.0 < y < -2.5)通过Dimuon衰变检测到了J /ψ。分析利用了大约750μb^-1的综合亮度对应的事件样本。 正文: 在高能粒子物理学领域,ALICE(大型离子对撞机实验)合作组在5.02 TeV的质心能量下对超外围Pb-Pb碰撞进行了深入研究,这些碰撞是一种特殊类型的核碰撞,其中两个铅核几乎不发生物质交换,只通过电磁相互作用。在这样的碰撞中,产生了大量的光子,这些光子可以与核内的虚拟胶子相互作用,从而导致所谓的相干J /ψ光产生。J /ψ是由一个重夸克对(charm quark和anticharm quark)组成的束缚态,其衰变通常表现为μ+μ-对。 这次测量的关键在于对正电子活动度的要求,即选择那些hadronic活动最小的事件,这样可以减少非相干过程的干扰,更准确地探测到相干J /ψ光产生的信号。在正向快速区域,也就是远离质心系统的区域,J /ψ通过Dimuon衰变被检测到,这是一个标准的J /ψ探测技术。 分析结果基于大约750微barn倒数(μb^-1)的综合亮度,这代表了相当大的统计样本,使得测量具有很高的精度。将测量的相干J /ψ产生的横截面与六个速度仓(rapidity bins)的数据对比,可以提供关于这个过程的详细信息。横截面是描述粒子产生概率的重要物理量,它随rapidity的变化提供了关于J /ψ产生的动力学信息。 这些测量结果被用来与各种理论模型进行比较,以理解胶子阴影效应的影响。胶子阴影效应是指在高密度介质中,由于胶子的相互作用,胶子的有效分布函数会受到抑制,这在高能量核碰撞中是重要的考虑因素。比较表明,胶子阴影效应在J /ψ的光生产过程中确实发挥了作用。 此外,还测量了ψ'(另一个重夸克对的束缚态)与J /ψ相干光产生截面的比率。这个比率的测量与在质子上的光产生测量结果一致,这为进一步理解光产生过程中的基本物理机制提供了宝贵线索。这些研究不仅有助于深化我们对强相互作用的理解,也为未来更高级别的实验,如在更高等能量的对撞机上的实验,奠定了基础。 总结来说,ALICE合作组的这项工作揭示了在超外围Pb-Pb碰撞中相干J /ψ光产生的特性,并通过与理论模型的比较,确认了胶子阴影效应的存在。这一发现对于理解核物质中的量子色动力学(QCD)效应,特别是在极端条件下,具有重要意义。