ГЕНЕРАЦIЯ J/ψ МЕЗОНIВ В УЛЬТРАПЕРИФЕРИЧНИХ ²⁰⁸Pb-²⁰⁸Pb ЗIТКНЕННЯХ ПРИ ЕНЕРГIЇ √s_NN = 5 ТЕВ В ЕКСПЕРИМЕНТI LHCb

 

А.Фр. Бурше¹, В.М. Добішук², В.М. Пугач²

 

¹ Університет Кальярі та Національний інститут ядерної фізики Кальярі, Кальярі, Італія

² Інститут ядерних досліджень НАН України, Київ, Україна

 

Ультрапериферичні зіткнення (УПЗ) ядер дають можливість досліджувати народження векторних мезонів у фотон-ядерних реакціях – процес, у якому прецизійні вимірювання розподілів партонів в ядрах, факторів ядерної модифікації тощо становлять велику зацікавленість як теоретиків, так й експериментаторів [1, 2].

У даній роботі представлено вимірювання поперечного перерізу генерації J/ψ мезонiв у процесі електромагнітної взаємодії ²⁰⁸Pb + ²⁰⁸Pb → ²⁰⁸Pb + (J/ψ → μ⁺ + μ^-) + ²⁰⁸Pb при енергiї в системi центра мас пари нуклонів 5 ТеВ. Реконструкція таких подій здійснювалась за критерієм малої множинності треків в детекторній системі LHCb в геометричному аксептансі 2 < η < 5, де η – псевдорапідіті частинки.

Подальший відбір когерентних J/ψ мезонів полягав в аналізові спектру інваріантної маси та p_T² спектру пар мюонів з протилежним електричним зарядом у сигнальному вікні           ±65 MeB/c² від номінальної маси J/ψ мезонів, що відповідає довірчому інтервалу ±5σ (де p_T – переданий поперечний імпульс кандидата на J/ψ мезон).

Розділення подій із когерентною та некогерентною генерацією мезонів здійснювалось на основі величини p_T² утвореного J/ψ мезона. Показано поліпшення розділення в p_T² спектрів  мезонів при накладанні вето на активність в спеціальній детекторній системі HeRSCheL [3], а також можливість розширення діапазону екслюзивності досліджуваної реакції до -10< η <10 з її використанням.

Проводився аналіз вибірки даних експерименту LHCb, що відповідає інтегральній світимості 9 мкб⁻¹.

Представлено диференціальні поперечні перерiзи утворення когерентних J/ψ мезонiв dσ^coh/dy як функцію рапiдiтi y в межах вiд 2 до 4,5. Розрахований з цих даних інтегральний переріз становить 5,3 ± 0,2(стат.) ± 0,8(сист.) мб. Одержані експериментальні дані порівнюються з  розрахунками за теоретичними моделями [4].

 

1.      S. Klein and J. Nystrand, Ultraperipheral nuclear collisions, Physics Today 70 (2017) (10), pp. 40–47, URL: https://doi.org/10.1063/PT.3.3727.

2.      A. Adeluyi and C.A. Bertulani, Constraining gluon shadowing using photoproduction in ultraperipheral pA and AA collisions, Phys. Rev. C 85 (2012), p. 044904, URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevC.85.044904.

3.      K. C. Akiba et al., The HeRSCheL detector: high-rapidity shower counters for LHCb, JINST 13 (2018) (04), p. P04017, URL: https://doi.org/10.1088/1748-0221/13/04/P04017.

4.      B. Audurier et al., Measurement of J/ψ production in ultra-peripheral lead-lead collisions at  √s_NN =5 TeV with the LHCb experiment, LHCb ANALYSIS NOTE (2017) (in progress).