ALICE實驗中13TeV下質子-質子碰撞中的帶電粒子噴注譜的測量.pdf

1、量子色動力學(QCD)是標準模型中用來描述強相互作用的理論，格點量子色動力學(LQCD)預言，極端高溫高密條件下，會誘導強子物質相到退色禁閉的夸克-膠子等離子體(QGP)的強相互作用相變。對QGP物質特性的研究是當前高能物理領域最前沿的重要課題之一。歐洲核子研究中心（CERN）的大型強子對撞機(LHC)、美國布魯海文國家實驗室(BNL)的相對論重離子對撞機（RHIC）等大型粒子加速器的重要物理目標之一:便是通過高能重離子碰撞來制造夸克膠

2、子等離子體產(chǎn)生的條件。由于QGP物質產(chǎn)生以后會迅速膨脹冷卻，在實驗末態(tài)無法觀測到單體夸克。高橫動量粒子噴注，攜帶了部分子與QGP相互作用的信息，最終物化為末態(tài)可觀測粒子，因此是表征QGP內部特性的優(yōu)良探針。
　　在RHIC能區(qū)的Au-Au碰撞中首次觀測到的高橫動量末態(tài)強子產(chǎn)額的壓低、雙強子(Di-hadron)方位角關聯(lián)的改變等現(xiàn)象均表明QGP物質的存在。于2009年投入運行的LHC，能夠使鉛核加速到TeV的能量量級，高出RHIC

3、能區(qū)碰撞能量的15-30倍，極大提高了高橫動量噴注的產(chǎn)額，為更加精細和深入研究QGP內部強相互作用特性提供了前所未有的優(yōu)良條件。大型離子對撞機ALICE是LHC上專門致力于研究高能重離子碰撞物理的大型實驗國際合作組，在目前LHC的第二期運行(Run-Ⅱ)階段中5.02 TeV的Pb-Pb和13 TeV的pp碰撞是目前人類達到的最高碰撞能量。其研究目標之一是為了在更大的虛度標度范圍內對QGP物質內部的輸運特性進行表征。
　　ALIC

4、E實驗組通過研究RUN-Ⅱ中13 TeV質子-質子碰撞中的帶電粒子多重數(shù)，表明RUN-Ⅱ小系統(tǒng)碰撞的末態(tài)所產(chǎn)生的能量密度遠大于RUN-Ⅰ。RUN-Ⅰ的實驗數(shù)據(jù)分析顯示，在高多重數(shù)下的pp和p-Pb碰撞事件中可能有QGP物質產(chǎn)生的跡象。因此對13TeV的pp碰撞中對噴注產(chǎn)額的研究不僅能在新的能量標度下對pQCD理論做出再次檢驗、進一步認識核子-核子碰撞過程中的硬散射過程，并為揭示在超高能小系統(tǒng)碰撞末態(tài)強相互作用物質的特性提供了及其優(yōu)良的手

5、段。
　　碩士期間，我的工作主要是基于LHC-ALICE在13TeV下的質子-質子碰撞所得到的數(shù)據(jù)，重建噴注譜，并對其進行修正。首先對RUN-Ⅱ的LHC15f數(shù)據(jù)進行了全面的分析，發(fā)現(xiàn)帶電粒子在接收度（η-ψ方向）上的分布并不是均勻的，不能滿足本論文的分析需要，于是改用LHC161的數(shù)據(jù)，采用如下分析步驟:帶電粒子質量分析-＞重建噴注-＞修正探測器效應，最終得到在13TeV碰撞能量下的不同重建錐角大小的帶電噴注的產(chǎn)額，并和模擬產(chǎn)生

6、器計算出的噴注產(chǎn)額進行比較。再通過進一步地比較不同重建錐角大小的噴注產(chǎn)額，反映出噴注對于橫動量依賴的準直性質。
　　本論文采用LHC161的數(shù)據(jù)，通過對帶電粒子進行的前期質量分析，篩選出一些對于做物理分析比較好的runs，通過重建噴注，得到不同大小的(R=0.2、R=0.4)噴注原始譜。然后采用ALICE提供的13TeV的蒙特卡洛模擬數(shù)據(jù)，對原始譜的探測器效應進行校正，校正的方法以奇異值分解方法(SVD)為主，貝葉斯方法做交叉檢驗