强子对撞中测量J/Ψ极化的方法

北京大学学报（自然科学版）

强子对撞中测量J/Ψ极化的方法

胡震¹,郭爽¹,Eric James²,钱思进¹

1. 核物理国家重点实验室, 北京大学, 北京 100871; 2. Fermi National Accelerator Laboratory, Batavia IL 60510;

收稿日期:2010-03-05 出版日期:2011-05-20 发布日期:2011-05-20

A Method for Measuring J/Ψ Polarization in Hadron Collisions

HU Zhen¹, GUO Shuang¹, Eric James², QIAN Sijin¹

1. State Key Laboratory of Nuclear Science and Technology, Peking University, Beijing 100871; 2. Fermi National Accelerator Laboratory, Batavia IL 60510;

Received:2010-03-05 Online:2011-05-20 Published:2011-05-20

摘要/Abstract

摘要： 描述测量 J/Ψ介子极化的方法,该方法能够测量质心能量为 10 TeV(或以上)的质子对撞中产生的 J/Ψ 介子的极化参量随其横向动量的变化, LHC 上的 CMS 探测器收集到的前 50 pb^-1 的数据就可以完成这项测量。研究了用于提取极化参量α 的拟合过程的误差,并分析了相应的测量精度。该方法的测量精度受到统计误差和系统误差的影响, 其量级为αstat < 0.13, αsyst < 0.01。在费米实验室的 CDF 实验上曾进行过 J/Ψ极化的测量, 其结果与非相对论 QCD 理论预言不符,在 CMS 上进行的再次测量将为这项研究提供更充足的信息。

关键词: 极化, J/Ψ, B强子, CMS, 模板, 非相对论QCD

Abstract: The authors describe a method for measuring the polarization of prompt J/Ψ mesons produced in proton-proton collisions at the center of mass energy s = 10 TeV (and above) as a function of the J/Ψ transverse momentum. This measurement can be made with ~50 pb^-1 of data to be collected by the CMS detector during the first period of LHC operations. The authors study potential biases in the fit procedure used to extract the polarization parameter α, and to determine the expected measurement sensitivity. The precision of the method is limited by statistics and systematic uncertainties, and is estimated about αstat < 0.13, αsyst < 0.01. This measurement is expected to provide some insight into the currently observed disagreement between the non-relativistic QCD theory and the recent J/Ψ polarization measurements by CDF on the Tevatron collider at Fermilab.

Key words: polarization, J/Ψ, B-hadron, CMS, templates, non-relativistic QCD

中图分类号:

O572

胡震,郭爽,Eric James,钱思进. 强子对撞中测量J/Ψ极化的方法[J]. 北京大学学报（自然科学版）.

HU Zhen,GUO Shuang,Eric James,QIAN Sijin. A Method for Measuring J/Ψ Polarization in Hadron Collisions[J]. Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Pekinensis.

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