Upload
internet
View
110
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Produção difrativa de J/ψ em altas energias
Mairon Melo Machadoa, Maria Beatriz Gay Ducatia, Magno Valério Trindade Machadob
High Energy Phenomenology Group, GFPAE aIF – UFRGS, Porto Alegre,~Rio Grande do Sul
bUNIPAMPA, Bagé, Rio Grande do [email protected]
www.if.ufrgs.br/gfpae
• Estudo da seção de choque inclusiva e difrativa
• Estudo do mecanismo de cor baseado no formalismo de fatorização da Cromodinâmica Não Relativística (NRQCD)
• Estudo da trajetória do Pomeron fenomenologia descreve o espalhamento difrativo
• Estudo de processos difrativos duros modelo de Ingelman-Schlein
• Investigação dos efeitos de múltiplos espalhamentos de Pomeron com o fator da probabilidade de sobrevivência da lacuna de rapidez
• Análises usando uma recente parametrização para a função de estrutura do Pomeron H1 Collaboration
Motivações
XJppp /
),,( 2)3(2 QxF IPD
Mairon Machado – VII Mostra PG 2008
• Lacunas de rapidez (y) ausência de partículas
• Colisões hádron-hádron 1%
• Pomeron troca de número quântico do vácuo
Processos difrativos
z
z
pE
pEy
ln2
1
pz
• DDIS contribui significativamente para a seção de choque 10% dos eventos visíveis em pequeno-x
Momentum do próton
• Medidas do colisor HERA (DESY) (Colaborações H1 e Zeus)
Mairon Machado – VII Mostra PG 2008
Cromodinâmica Quântica (QCD)
• Dinâmica de quarks e glúons (interações fortes)
• Carga de cor
Quarks Glúons
• Confinamento em baixas energias
• Liberdade assintótica em altas energias
1,...,1 2 cNa Índice de cor indicando o número de glúons, fabc são as constantes de estrutura e Nc é o número de cores
Tensor intensidade
Quarks spin = ½ 0
Sabor Massa GeV/c2
Carga
u up 0.003 2/3
d down 0.006 -1/3
c charm 1.3 2/3
s strange 0.1 -1/3
t top 175 2/3
b bottom 4.8 -1/3
Mairon Machado – VII Mostra PG 2008
Pártons
• Nucleons são compostos por pártons
• Nucleons compostos por três quarks chamados quarks de valência
• Resultados experimentais mostram que parte do momentum total do nucleon é portada pelos quarks
• Momentum faltante atribuído aos glúons
• Responsáveis pela ligação dos quarks
Mairon Machado – VII Mostra PG 2008
• fa/IP é a distribuição de pártons no Pomeron
• g(xIP) é o fluxo de Pomeron
Diffractive DIS at HERA
DIS inclusivo: Prova a estrutura partônica do próton
DIS difrativo: Prova a estrutura do Pomeron
X
X
• Q2: 4-momentum trocado • W: p energia de centro de massa• x: fração de momentum p carregado pelo quark
• xIP: fração de momentum p carregado pelo Pomeron (IP)
• β: fração de momentum IP carregado pelo quark
IPX x
x
MQ
Q
ppq
Q
22
22
)'(2
22
22)'(
WQ
MQ
pq
ppqx XIP
Modelo Ingelman-Schlein
qd
dxfxfdExgdx
d
d
babpbaIPaTIPIP
e
,// )()()(
Mairon Machado – VII Mostra PG 2008
Processo Inclusivo
td
dxfxfdxdxd bpbapaba
)()(//
81XJppp /
• Seção de choque para um processo em que pártons de dois hádrons (A e B) interagem para a produção de J/ψ
• xa e xb são as frações de momentum dos nucleons portadas pelos pártons
• fi/h é a função de distribuição partônica (PDF) de um párton com sabor i = a,b no hádron h = A, B
d
Mairon Machado – VII Mostra PG 2008
Seção de choque difrativa para J/ψ
• fg/IP é a distribuição de glúons no Pomeron – parametrização experimental para a função de estrutura do Pomeron (H1) e fIP/p é o fluxo de Pomeron
• Seção de choque inclusiva
• Distribuições em pT de léptons na seção de choque difrativa de J/ψ
Mairon Machado – VII Mostra PG 2008
xIP = 1
• Largura de decaimento parcial = 0.05084
• ec2=2/3; Mψ = 3.096 GeV; αs = gs
2 / 4π
Seções de choque singleto e octeto
shExsmu T12 Pˆ
222 chPmE
T
Mairon Machado – VII Mostra PG 2008
Probabilidade de sobrevivência da lacuna de rapidez (GSP)
22
22
2
|),(|
),(|),(|||
bsAbd
sbPbsAbdS
s
• Atualmente é um assunto de altíssimo interesse teórico e experimental
• Lacuna de rapidez região do espaço angular sem detecção de partículas
• Probabilidade de sobrevivência preenchimento da lacuna por hádrons produzidos nas interações pelas partículas remanescente
• A(s,b) é a amplitude (no parâmetro de espaço) do processo de interesse partciualr na energia de centro de massa
• PS(s,b) é a probabilidade de que não ocorra interações inelásticas entre os hádrons espalhados
s
Mairon Machado – VII Mostra PG 2008
• inserção de loop de píons na trajetóia do Pomeron
• forma não exponencial do vértice próton Pomeron (t)
• Correções absortivas associadas com a eikonalização
Modelo KMR
/
/
J
diff
Winc
J
R
• GSP KMR em múltiplos canais
R Tevatron (%) R LHC (%)
0.48 0.15
0.28 0.09
1.1|| e
1.2||0.4 e
central
forwardMairon Machado – VII Mostra PG 2008
Resultados
LHC
diftot
sem GPS
R LHC = 0.42%
R Tevatron = 0.61%
Tevatron
• Linhas negras superiores (inclusivo singleto) e vermelhas tracejadas (difrativo singleto)
• Contribuição octeto domina (próximo ao valor total)
inctot
* This work Ref. 2
R Tevatron (%) 0.37 0.38
R LHC (%) 0.12 -
* Média de pseudo-rapidez (central e forward)
Mairon Machado – VII Mostra PG 2008
Mairon Machado – VII Mostra PG 2008
Conclusões
• Cálculos de processos de hadroprodução difrativa de J/ψ e distribuições de momentum
• Uso de uma recente distribuição para a distribuição partônica do Pomeron (H1 Collaboration – DESY – HERA) e estimativas teóricas para a probabilidade de sobrevivência da lacuna de rapidez
• Taxa de seção de choque difrativa/inclusiva diminui usando GSP
• Acordo com outra predição fenomenológica
• Melhora nas descrições dos dados usando GSP
• Observável que pode ser utilizado para testar futuras extrações das PDF’s
• Verficação do formalismo de fatorização NRQCD
• Aplicação da probabilidade de sobrevivência da lacuna de rapidez deve ser feita
Mairon Machado – VII Mostra PG 2008
Bibliografia
• COOPER, F. et al PRL 93 (2004) 171801
• XU, J. S. ; PENG, H. A.. PRD 59 (1999) 014028
• CHO, P., LEIBOVICH, A. PRD 53, 6203 (1995)
• MACHADO, M. M., GAY DUCATI, M. B. MACHADO, M. V. T. PRD 75, 11403 (2007)
• CHEHIME, H. et al PLB 286, 392 (1992)
• BJORKEN, J. D. PRD 47, 101 (1992)
• KHOZE, V. A., MARTIN, A. D., RYSKIN, M. G. Eur. Phys. J. C. 26 229 (2002)