Produção difrativa de
quarkonium + fóton para LHC*
Mairon Melo Machado
GFPAE – IF – UFRGS
www.if.ufrgs.br/gfpae
[email protected]
* Refere-se ao artigo
M. b. Gay Ducati, M. M. Machado, M. V. T. Machado
Diffractive quarkonium production in association with a photon at the LHC.
Phys. Lett. B, v. 683, p. 150, 2010
II EFRS - Pelotas – Março 2010
1
1
J. P. Lansberg – Eur. Phys. J. C 60, 693 (2009)
Motivação
 Processos difrativos na região de pequeno-x
estudo experimental intenso
 Melhorar o conhecimento sobre a QCD
 Vários mecanismos para a produção de quarkonium em colisores hadrônicos
Color singlet model
Color octet model1
Color evaporation model
 Seção de choque para a produção de quarkonium production
densidades do glúon
 Pomeron com subestrutura
 Produção de quarkonium pesado
glúons
assinatura limpa
decaimento leptônico
2
II EFRS - Pelotas – Março 2010
2
P. D. Collins, An Introduction to Regge Theory and High Energy Physics (1977)
3 G. Ingelman and P. Schlein, Phys. Lett. 152B (1985) 256.
Introdução
3
Modelo de Ingelman-Schlein
 Teoria de Regge
troca de um Pomeron com números
quânticos do vácuo
 Natureza do Pomeron e
mecanismos de interação2
não conhecido completamente
 Uso de espalhamento duro
conteúdo de pártons no Pomeron
 Observações de Diffractive Deep
Inelastic Scattering (DDIS) no HERA
(1994)
Quadrado do quadri-momento transferido do
próton
Fração de momento do próton portada pelo
Distribuições de quarks e glúons no
Pomeron
t = (p  p' )2
Pomeron
Q 2 + M X2  t
xIP =
Q 2 +W 2
Fração de momento portada pelos pártons no Pomeron
Função de estrutura difrativa
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2
Q
x
β= 2
=
Q +M 2X − t x IP
3
4
J. P. Lansberg, arXiv:hep-ph/0901.4777
Hadroprodução difrativa
o Interesse nos seguintes processos de difração simples
pp  p + J / ψ + γ + X
pp  p + Υ + γ + X
o Razões difrativas como função do momento transverso pT do quarkonium
o Quarkonia produzido com grande pT
o Contribuição singleto e octeto
fácil detecção
Grande contribuição para alto pT
o Considerando a Cromodinâmica Quântica Não-Relativística (NRQCD)
o Fusão de glúons domina sobre aniquilação de quarks 4
o Seção de choque em ordem dominante
o MRST 2001 LO
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convolução das seções de
choque partônicas com PDF
sem diferença significativa usando MRST 2002 LO
e MRST 2003 LO
4
5
R. Li and J. X. Wang, Phys. Lett. B672 (2009) 51
Fatorização NRQCD
y é a rapidez do J/ψ
É a energia de centro de massa (LHC = 14 TeV )

(
M2ψ = 9.2 GeV2
) é a fração de momento do próton portada pelo glúon
massa invariante do sistema J/+
 Seção de choque
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cn são coeficientes
Elementos de matriz dos operadores da NRQCD
5
6
T. Mehen, Phys. Rev. D55 (1997) 4338
Elementos de matriz
6
Campo de quarks que cria o par QQ
Estado do quarkonium
ec =
αs variável
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2
3
6
7
E. Braaten, S. Fleming, A. K. Leibovich, Phys. Rev. D63 (2001) 094006
8 F. Maltoni et al., Phys. Lett. B638 (2006) 202
Elementos de matriz
1.16
1.19 x 10-2
0.01
7, 8
3
(GeV )
10.9
0.02
e b= −
1
3
0.136
mb = 4.5 GeV
0.01 x m2c
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0
m = 9.46 GeV/c2
7
9
H1 Coll. A. Aktas et al, Eur. J. Phys. J. C48 (2006) 715
Seção de choque difrativa
Fração de momento portada pelo Pomeron
Quadrado do quadri-momento transferido do próton
Fator de fluxo do Pomeron
H1 Collaboration 9
Trajetória do Pomeron
Λ QCD= 0.2
2
Q 20 = 2 . 5 G eV
μ
2
F

p
=
2
T
+ mψ2
4
8
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
10
11
C. S. Kim, J. Lee and H. S. Song, Phys. Rev. D55 (1997) 5429
Renu Bala, XLVII International Winter Meeting on Nuclear Physics (2009)
Resultados to J/+
• Predições para seções de
choque difrativa e inclusiva
• RHIC, Tevatron and LHC
• Seção de choque difrativa
considerando <|S|2>=0.06
(Modelo KKMR)
• Reproduz predições de 10
-1 < |y| < 1
• B = 0.0594 é a fração de
ramificação em elétrons
1  pT  20 para LHC119
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Resultados para J/ (Y)+ no LHC
•
B = 0.0594 (0.0238)
• Valor da seção de choque inclusiva
fortemente dependente
o
Massa do quark
o
Elementos de matriz
o
Escala de fatorização
• Seções de choque difrativas (DCS)
sem GSP
• Comparação entre dois diferentes conjuntos de
distribuições de glúons difrativas (H1)
• Valor da DCS fracamente sensitivo as
incertezas das DPDF
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10
10
C. S. Kim, J. Lee and H. S. Song, Phys. Rev. D55 (1997)
5429
[σ] = pb
Razão difrativa
 Razão difrativa
suavemente maior em
comparação com 10
 Poderia explicar a dependência em
pT em nossos resultados
Considerando FIT A
Este trabalho
μF =
p
2
T
+ mψ2

4
Ref 10
μF = ET
<|S|2>=0.06
Fluxo do Pomeron
renormalizado
Evolução de Q2 na
densidade do glúon
Sem evolução em Q2
11
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Conclusões
•
•
•
•
Predições teóricas para seções de choque inclusiva e difrativa para a
produção de quarkonium + fóton em energias de LHC para colisões pp
Estimativas para seções de choque diferencial como função do momento
transverso do quarkonium
Razão difrativa calculada usando fatorização de difração dura e correções
de absorção
Razões são fracamente dependentes do mecanismo de produção do
quarkonium
•
Sensíveis ao valor absoluto das correções de absorção
•
Distribuição em 4  pT  10
R(J/ψ)SD = 0,8 – 0,5 %
R(Υ)SD = 0,6 – 0,4 %
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