在大型强子对撞机(LHC)的碰撞中,pT范围是如何根据dNch/dη的量化而变化的 前言:大型强子对撞机(LHC)提供了前所未有的能量,为研究强相互作用物质的特性提供了独特的机会,当考察大横动量(pT)下的粒子产生时,微扰量子色动力学(pQCD)提供了一个有效的描述,这种方法有效地解释了横向动量很大的情况下的粒子产生过程。 然而,当处理软状态(pT < 2 GeV/°c)时,情况变得更加复杂,在这个机制中,集体现象表现在质子(pp)、质子铅(p–Pb)和重离子(A–A)碰撞中,这些集体现象不容易从量子色动力学(QCD)的基本原理计算出来,相反,要理解重离子碰撞中粒子的大量产生,需要一种不同的方法。 在重离子碰撞(A-A碰撞)的背景下,科学家经常求助于流体动力学和热力学模型来描述大量粒子的产生,这些模型假设系统处于动力学和化学平衡状态,这种假设允许开发与在这些类型的碰撞中观察到的集体行为一致的描述。 相比之下,当分析像pp碰撞这样的小碰撞系统中的低pT粒子谱时,主流的方法是不同的,现象学模型在这种情况下起着至关重要的作用,这些模型解释了多部分子相互作用(MPI)和色重联(CR)现象,为理解较低横向动量下的粒子光谱提供了一个框架,而重叠弦的概念则是描述这些低pt粒子谱的另一个途径。 就以liraise在2016年LHC pp数据采集期间收集的数据为例,总共分析了大约1.43亿次事件,相当于2.47 nb^(-1的综合光度,将V0探测器进行的可见截面测量计算在内,在这种情况下,使用中心桶形探测器进行识别粒子光谱测量,这些探测器包括内部跟踪系统(ITS),时间投影室(TPC)和飞行时间检测器(TOF)。 为了估计带电粒子的多重性,我们采用了V0检测器,该探测器由两个阵列组成,每个阵列包含32个闪烁体,V0检测器位于向前(V0A,2.8 < η < 5.1)和向后(V0C,-3.7 < η < -1.7)快度区域,具有双重作用,提供触发能力和辅助背景抑制。 T0检测器和TOF检测器有助于确定事件碰撞时间,T0探测器由两组切伦科夫计数器组成,分别位于相互作用区域的两侧,这个装置覆盖了-3.3 < η < -2.9 (T0-C)和4.5 < η < 5 (T0-A)的赝快度范围。 所有这些中心桶形检测器都位于螺线管磁体内,该磁体产生强度为0.5 T的磁场,从而提高了测量精度,这种全面的探测器和组件阵列共同使ALICE实验能够捕捉和分析LHC碰撞过程中粒子相互作用和行为的复杂细节。 内部跟踪系统(ITS)作为该装置中最里面的探测器,由六个高分辨率硅探测器的同心圆柱层组成,这些探测器采用了不同的技术,覆盖了赝快度的特定区域,即|η| < 0.9,最里面的前两层共同构成了硅像素检测器(SPD),该组件具有二进制读出系统,也可用作触发检测器,帮助启动数据采集。 从SPD向外,ITS的四个后续层包括硅漂移探测器(SDD)和硅条探测器(SSD),这些探测器用来测量由相互作用的粒子产生的电荷信号的幅度,该电荷信号幅度被证明对于颗粒识别至关重要,尤其是在处理低横向动量(pT < 100 MeV/℃)的情况时。 因为SDD和SSD组件有助于测量这些较低横向动量值下的比能损失,有助于根据颗粒的能量损失特性准确识别颗粒,所以在我们的研究中,我们着重于质心能量为√s = 13 TeV的pp碰撞中π、K和p粒子的产生。 为了确保没有自相关偏差的准确结果,我们的事件分类策略是基于在前向和后向伪快度区域进行的多重性测量,同时,我们通过估算中央赝快度区,特别是|η| < 0.5范围内的带电粒子多重数密度(dNch/dη)来估算事件活动性。 我们的研究揭示了一个重要的趋势:强子的横向动量谱显示出硬度作为多重数的函数而显著增加,当考虑较重的粒子时,这种效应尤其明显。 有趣的是,这种观察到的光谱硬化被各种蒙特卡罗(MC)发生器的预测所证实,具有绳强子化的Pythia8、具有色重联的Pythia8 Monash和HERWIG7都在他们的模拟中预测并复制了这一现象。 不仅如此,所有这三个MC发生器都提供了与π粒子的pT谱的实验观察相一致的定量描述,然而,当涉及到K和p粒子时,这种一致只是定性的,HERWIG7脱颖而出,成为提供最准确描述的生成器。 总结:通过这次研究,我们发现在更高的pT范围(pT > 8 GeV/°c)时,一个明显的趋势出现了,根据dNch/dη的量化,频谱形状开始表现出与事件活动的独立性,这一有趣的行为与从微扰量子色动力学(pQCD)计算中得出的预测一致。 本质上,我们的发现有助于全面理解pp碰撞中的粒子产生,阐明多重性、横向动量谱和控制这些相互作用的基本理论框架之间的复杂相互作用。