Produção difrativa de J/ψ em altas energias Mairon Melo Machado a, Maria Beatriz Gay Ducati a,...

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)


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


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


• 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

,// )()()(


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


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


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


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


• 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)



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


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)

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