ATLAS探测器在8 TeV与13 TeV下Z玻色子标记下的远程粒子方位关联研究

本研究是由ATLAS合作组织完成的，发表在《欧洲物理杂志C》(Eur.Phys.J.C) 2020年的一篇文章中，标题为“在$$\sqrt{s}=8$$ TeV和13 TeV的Z玻色子标记下pp碰撞中的远程两粒子方位相关性测量”。这项研究专注于对高能质子-质子（pp）碰撞中Z玻色子事件的深入分析，这些碰撞分别在LHC的第一阶段（Run 1）和第二阶段（Run 2）进行，对应的数据集分别为19.4 $$\text{fb}^{-1}$$ 和36.1 $$\text{fb}^{-1}$$。 测量的主要目标是长期存在的两粒子（dihadron）方位角相关性，即在大相对 pseudorapidity 范围 $$|\Delta\eta| > 2$$ 下的粒子之间的关联。研究者们特别关注了不同电荷粒子多重性（charged-particle multiplicity）和横向动量（transverse momentum）区间内的相关函数，这些参数反映了碰撞事件的复杂动力学特性。为了减小背景噪声，该研究对由于LHC中质子束相互作用产生的额外带电粒子进行了校正。 测量结果显示，通过两粒子相关函数的第二傅立叶系数 $$v_{2,2}$$ 来观察和量化相关函数中的正弦调制，这有助于理解事件中的非弹性散射和可能的多重散射效应。这个系数对于揭示强相互作用过程中的量子色动力学(QCD)行为至关重要，因为它提供了对高能碰撞中粒子分布模式的深入洞察。 通过对13 TeV数据的分析，研究还扩展了对更高能量环境的理解，这对于验证理论模型以及寻找新物理现象具有重要意义。该研究不仅验证了标准模型的预测，也为未来更精确的粒子物理实验提供了一个重要的基准。 这项工作展示了在大型强子对撞机(LHC)环境下，如何利用先进的数据分析技术来探索基本粒子相互作用的深层次细节，以及如何通过精确测量来验证和深化我们对量子场论的理解。