First measurement of the ratio of ψ(2S)-to-J/ψ inclusive production in pAr and $pp$ collisions at sNN=113GeV with SMOG2
Het LHCb-experiment rapporteert de eerste meting van de ψ(2S)-naar-J/ψ productiedoorsnederatio in pAr- en $pp$-botsingen bij sNN=113GeV met behulp van SMOG2, waarbij een ratio van 0,90±0,04±0,02 in pAr-botsingen wordt waargenomen die het ontstaan van nucleaire effecten signaleert en een basislijn vormt voor toekomstige studies met grotere botsingssystemen.
Oorspronkelijke auteurs: LHCb collaboration, R. Aaij, M. Abdelfatah, A. S. W. Abdelmotteleb, C. Abellan Beteta, F. Abudinén, T. Ackernley, A. A. Adefisoye, B. Adeva, M. Adinolfi, P. Adlarson, C. Agapopoulou, C. A. Aidala, S. Akar, K. Akiba, H. Al Saleh, P. Albicocco, J. Albrecht, R. Aleksiejunas, F. Alessio, P. Alvarez Cartelle, S. Amato, J. L. Amey, Y. Amhis, Z. Amos, L. An, L. Anderlini, P. Andreola, M. Andreotti, S. Andres Estrada, A. Anelli, D. Ao, C. Arata, F. Archilli, Z. Areg, M. Argenton, S. Arguedas Cuendis, L. Arnone, M. Artuso, E. Aslanides, R. Ataíde Da Silva, M. Atzeni, B. Audurier, J. A. Authier, D. Bacher, I. Bachiller Perea, S. Bachmann, M. Bachmayer, J. J. Back, M. Bai, Z. B. Bai, V. Balagura, A. Balboni, W. Baldini, Z. Baldwin, L. Balzani, H. Bao, J. Baptista de Souza Leite, C. Barbero Pretel, M. Barbetti, I. R. Barbosa, W. Barker, R. J. Barlow, M. Barnyakov, S. Baron, S. Barsuk, W. Barter, J. Bartz, S. Bashir, B. Batsukh, P. B. Battista, A. Bavarchee, A. Bay, A. Beck, M. Becker, F. Bedeschi, I. B. Bediaga, N. A. Behling, S. Belin, A. Bellavista, I. Belyaev, G. Bencivenni, E. Ben-Haim, J. L. M. Berkey, R. Bernet, A. Bertolin, L. Bertsch, F. Betti, J. Bex, O. Bezshyyko, S. Bhattacharya, M. S. Bieker, N. V. Biesuz, A. Biolchini, M. Birch, F. C. R. Bishop, A. Bitadze, A. Bizzeti, T. Blake, F. Blanc, J. E. Blank, S. Blusk, J. A. Boelhauve, O. Boente Garcia, T. Boettcher, A. Bohare, C. Bolognani, R. B. Bonacci, A. Bordelius, F. Borgato, S. Borghi, M. Borsato, J. T. Borsuk, E. Bottalico, S. A. Bouchiba, M. Bovill, T. J. V. Bowcock, A. Boyer, C. Bozzi, J. D. Brandenburg, A. Brea Rodriguez, N. Breer, C. Breitfeld, J. Brodzicka, J. Brown, E. Buchanan, M. Burgos Marcos, C. Burr, E. Butera, C. Buti, J. S. Butter, J. Buytaert, W. Byczynski, S. Cadeddu, H. Cai, Y. Cai, Y. Cai, A. Caillet, R. Calabrese, L. Calefice, M. Calvi, M. Calvo Gomez, P. Camargo Magalhaes, J. I. Cambon Bouzas, P. Campana, A. Campomagnani, A. C. Campos, A. F. Campoverde Quezada, Y. Cao, S. Capelli, M. Caporale, L. Capriotti, R. Caravaca-Mora, A. Carbone, L. Carcedo Salgado, R. Cardinale, A. Cardini, P. Carniti, L. Carus, R. Caspary, G. Casse, M. Cattaneo, G. Cavallero, V. Cavallini, S. Celani, I. Celestino, S. Cesare, A. J. Chadwick, M. Charles, Ph. Charpentier, E. Chatzianagnostou, R. Cheaib, M. Chefdeville, C. Chen, J. Chen, S. Chen, Z. Chen, A. Chen Hu, M. Cherif, S. Chernyshenko, X. Chiotopoulos, G. Chizhik, V. Chobanova, A. Christakakis, M. Chrzaszcz, Y. Chu, V. Chulikov, P. Ciambrone, X. Cid Vidal, P. Cifra, P. E. L. Clarke, M. Clemencic, H. V. Cliff, J. Closier, C. Cocha Toapaxi, V. Coco, A. Codovini, C. Codovini, J. Cogan, E. Cogneras, L. Cojocariu, S. Collaviti, P. Collins, T. Colombo, M. Colonna, A. Comerma-Montells, L. Congedo, J. Connaughton, A. Contu, N. Cooke, A. Corallo, G. Cordova, C. Coronel, I. Corredoira, A. Correia, G. Corti, G. C. Costantino, C. Cotirlan, J. Cottee Meldrum, B. Couturier, D. C. Craik, N. Crepet, M. Cruz Torres, M. Cubero Campos, E. Curras Rivera, R. Currie, C. L. Da Silva, X. Dai, J. Dalseno, C. D'Ambrosio, G. Darze, A. Davidson, O. De Aguiar Francisco, C. De Angelis, F. De Benedetti, J. de Boer, K. De Bruyn, S. De Capua, M. De Cian, U. De Freitas Carneiro Da Graca, F. De Gregorio, E. De Lucia, J. M. De Miranda, L. De Paula, A. De Robertis, E. De Santis, M. De Serio, P. De Simone, F. De Vellis, J. A. de Vries, F. Debernardis, D. Decamp, S. Dekkers, L. Del Buono, B. Delaney, B. Demaire-Lepape, J. Deng, O. Deschamps, F. Dettori, B. Dey, P. Di Nezza, S. Ding, Y. Ding, L. Dittmann, J. F. Diverchy, A. D. Docheva, A. Doheny, C. Dong, F. Dordei, J. Dorta Moreno, A. C. dos Reis, J. Dos Santos Oliveira, A. D. Dowling, L. Dreyfus, W. Duan, P. Duda, L. Dufour, V. Duk, P. Durante, M. M. Duras, J. M. Durham, O. D. Durmus, K. Duwe, A. Dziurda, S. Easo, E. Eckstein, U. Egede, S. Eisenhardt, E. Ejopu, L. Eklund, M. Elashri, D. Elizondo Blanco, J. Ellbracht, S. Ely, A. Ene, T. Evans, F. Fabiano, S. Faghih, L. N. Falcao, B. Fang, R. Fantechi, L. Fantini, M. Faria, K. Farmer, F. Fassin, D. Fazzini, L. Felkowski, C. Feng, M. Feng, A. Fernandez Casani, M. Fernandez Gomez, B. Fernandez Rodino, J. Fernandez-John, A. D. Fernez, F. Ferrari, F. Ferreira Rodrigues, R. A. Fini, R. Fiorenza, M. Fiorini, M. Firlej, D. S. Fitzgerald, C. Fitzpatrick, T. Fiutowski, F. Fleuret, A. Fomin, M. Fontana, M. Fontes Vaz, L. A. Foreman, R. Forty, D. Foulds-Holt, V. Franco Lima, M. Franco Sevilla, M. Frank, E. Franzoso, G. Frau, C. Frei, D. A. Friday, J. Fu, Y. Fu, Q. Führing, T. Fulghesu, G. Galati, M. D. Galati, A. Gallas Torreira, D. Galli, S. Gambetta, M. Gandelman, P. Gandini, B. Ganie, H. Gao, R. Gao, T. Q. Gao, Y. Gao, Y. Gao, Y. Gao, L. M. Garcia Martin, P. Garcia Moreno, J. García Pardiñas, P. Gardner, L. Garrido, C. Gaspar, A. Gavrikov, J. George, E. Gersabeck, M. Gersabeck, T. Gershon, S. Ghizzo, Z. Ghorbanimoghaddam, F. I. Giasemis, V. Gibson, H. K. Giemza, A. L. Gilman, M. Giovannetti, A. Gioventù, L. Girardey, M. A. Giza, F. C. Glaser, V. V. Gligorov, C. Göbel, L. Golinka-Bezshyyko, E. Golobardes, A. Golutvin, S. Gomez Fernandez, A. G. Gomez Mongui, W. Gomulka, F. Goncalves Abrantes, I. Gonçales Vaz, M. Goncerz, G. Gong, S. Gong, J. A. Gooding, C. Gotti, E. Govorkova, J. P. Grabowski, L. A. Granado Cardoso, R. Grande Quartieri, E. Graugés, E. Graverini, L. Grazette, G. Graziani, A. T. Grecu, N. A. Grieser, L. Grillo, C. Gu, M. Guarise, L. Guerry, A. -K. Guseinov, Y. Guz, T. Gys, K. Habermann, T. Hadavizadeh, C. Hadjivasiliou, G. Haefeli, C. Haen, S. Haken, G. Hallett, P. M. Hamilton, Q. Han, S. Han, X. Han, S. Hansmann-Menzemer, N. Harnew, T. J. Harris, L. Hartman, M. Hartmann, S. Hashmi, M. Haubner, J. He, N. Heatley, A. Hedes, F. Hemmer, C. Henderson, R. Henderson, R. D. L. Henderson, A. M. Hennequin, K. Hennessy, A. Henrot, J. Herd, P. Herrero Gascon, J. Heuel, A. Heyn, A. Hicheur, G. Hijano Mendizabal, J. Horswill, R. Hou, Y. Hou, D. C. Houston, N. Howarth, W. Hu, X. Hu, W. Hulsbergen, R. J. Hunter, D. Hutchcroft, M. Idzik, P. Ilten, A. Iohner, S. Jacevicius, H. Jage, S. J. Jaimes Elles, S. Jakobsen, T. Jakoubek, E. Jans, A. Jawahery, C. Jayaweera, A. Jelavic, V. Jevtic, Z. Jia, E. Jiang, X. Jiang, Y. Jiang, Y. J. Jiang, E. Jimenez Moya, N. Jindal, M. John, A. John Rubesh Rajan, D. Johnson, C. R. Jones, S. Joshi, B. Jost, J. Juan Castella, N. Jurik, I. Juszczak, K. Kalecinska, D. Kaminaris, S. Kandybei, M. Kane, Y. Kang, C. Kar, M. Karacson, A. Kauniskangas, J. W. Kautz, M. K. Kazanecki, F. Keizer, M. Kenzie, T. Ketel, B. Khanji, S. Kholodenko, V. Kholoimov, G. Khreich, F. Kiraz, T. Kirn, V. S. Kirsebom, N. Kleijne, A. Kleimenova, D. Klekots, K. Klimaszewski, M. R. Kmiec, T. Knospe, R. Kolb, S. Koliiev, L. Kolk, A. Konoplyannikov, P. Kopciewicz, P. Koppenburg, A. Korchin, I. Kostiuk, O. Kot, S. Kotriakhova, E. Kowalczyk, O. Kravcov, M. Kreps, W. Krupa, W. Krzemien, O. Kshyvanskyi, S. Kubis, M. Kucharczyk, A. Kupsc, A. Kurzina, V. Kushnir, B. Kutsenko, J. Kvapil, I. Kyryllin, D. Lacarrere, P. Laguarta Gonzalez, A. Lai, A. Lampis, D. Lancierini, C. Landesa Gomez, G. Lanfranchi, C. Langenbruch, T. Latham, F. Lazzari, C. Lazzeroni, R. Le Gac, H. Lee, R. Lefèvre, M. Lehuraux, E. Lemos Cid, O. Leroy, T. Lesiak, E. D. Lesser, B. Leverington, A. Li, C. Li, C. Li, H. Li, J. Li, K. Li, L. Li, L. Li, P. Li, P. -R. Li, Q. Li, T. Li, T. Li, W. Li, Y. Li, Y. Li, Y. Li, Z. Li, Z. Lian, Q. Liang, X. Liang, Z. Liang, S. Libralon, A. Lightbody, J. Lin, S. Lin, T. Lin, R. Lindner, H. Linton, R. Litvinov, D. Liu, F. L. Liu, G. Liu, K. Liu, S. Liu, W. Liu, X. Liu, Y. Liu, Y. Liu, Y. L. Liu, G. Loachamin Ordonez, I. Lobo, A. Lobo Salvia, A. Loi, T. Long, F. C. L. Lopes, J. H. Lopes, A. Lopez Huertas, C. Lopez Iribarnegaray, Q. Lu, C. Lucarelli, D. Lucchesi, M. Lucio Martinez, Y. Luo, A. Lupato, M. Lupberger, E. Luppi, K. Lynch, J. Lyu, S. Lyu, X. -R. Lyu, H. Ma, S. Maccolini, F. Machefert, F. Maciuc, B. Mack, I. Mackay, L. M. Mackey, L. R. Madhan Mohan, M. J. Madurai, D. Magdalinski, J. J. Malczewski, S. Malde, L. Malentacca, G. Manca, C. Mancuso, R. Manera Escalero, A. Mangalasseri, F. M. Manganella, R. Mangrulkar, D. Manuzzi, S. Mao, D. Marangotto, J. F. Marchand, R. Marchevski, U. Marconi, L. Mareso, E. Mariani, S. Mariani, C. Marin Benito, J. Marks, A. M. Marshall, L. Martel, G. Martelli, G. Martellotti, L. Martinazzoli, M. Martinelli, C. Martinez, A. Martinez Armas, D. Martinez Gomez, D. Martinez Santos, F. Martinez Vidal, A. Martorell i Granollers, A. Massafferri, R. Matev, A. Mathad, C. Matteuzzi, K. R. Mattioli, L. Matzner, A. Mauri, E. Maurice, J. Mauricio, P. Mayencourt, J. Mazorra de Cos, M. Mazurek, D. Mazzanti Tarancon, M. McCann, N. T. McHugh, A. McNab, R. McNulty, B. Meadows, S. E. R. Medaer, D. Melnychuk, D. Mendoza Granada, P. Menendez Valdes Perez, F. M. Meng, M. Merk, A. Merli, L. Meyer Garcia, D. Miao, H. Miao, S. Mico, M. Mikhasenko, D. A. Milanes, A. Minotti, E. Minucci, B. Mitreska, D. S. Mitzel, R. Mocanu, A. Modak, L. Moeser, R. D. Moise, E. F. Molina Cardenas, T. Mombächer, M. Monk, T. Monnard, S. Monteil, A. Morcillo Gomez, G. Morello, M. J. Morello, M. P. Morgenthaler, A. Moro, J. Moron, W. Morren, A. B. Morris, A. G. Morris, R. Mountain, Z. Mu, N. Muangkod, E. Muhammad, F. Muheim, M. Mulder, K. Müller, F. Muñoz-Rojas, V. Mytrochenko, P. Naik, T. Nakada, R. Nandakumar, G. Napoletano, I. Nasteva, M. Needham, N. Neri, S. Neubert, N. Neufeld, J. Nicolini, D. Nicotra, E. M. Niel, L. Nisi, Q. Niu, B. K. Njoki, P. Nogarolli, P. Nogga, J. Nombela Royo, C. Normand, A. Novo Cal, J. Novoa Fernandez, G. Nowak, H. N. Nur, A. Oblakowska-Mucha, T. Oeser, O. Okhrimenko, R. Oldeman, F. Oliva, E. Olivart Pino, M. Olocco, R. H. O'Neil, J. S. Ordonez Soto, D. Osthues, J. M. Otalora Goicochea, P. Owen, A. Oyanguren, O. Ozcelik, F. Paciolla, A. Padee, K. O. Padeken, B. Pagare, T. Pajero, A. Palano, L. Palini, L. Palombini, M. Palutan, C. Pan, X. Pan, S. Panebianco, S. Paniskaki, L. Paolucci, A. Papanestis, M. Pappagallo, L. L. Pappalardo, C. Pappenheimer, C. Parkes, D. Parmar, G. Passaleva, D. Passaro, A. Pastore, M. Patel, J. Patoc, C. Patrignani, A. Paul, C. J. Pawley, A. Pellegrino, J. Peng, X. Peng, M. Pepe Altarelli, S. Perazzini, H. Pereira Da Costa, M. Pereira Martinez, A. Pereiro Castro, C. Perez, A. Perez Casas, P. Perret, A. Perrevoort, A. Perro, M. J. Peters, A. Petkovic, K. Petridis, A. Petrolini, S. Pezzulo, J. P. Pfaller, H. Pham, L. Pica, M. Piccini, L. Piccolo, B. Pietrzyk, R. N. Pilato, D. Pinci, F. Pisani, M. Pizzichemi, V. M. Placinta, M. Plo Casasus, T. Poeschl, F. Polci, M. Poli Lener, A. Poluektov, I. Polyakov, E. Polycarpo, S. Ponce, D. Popov, K. Popp, K. Prasanth, C. Prouve, D. Provenzano, V. Pugatch, A. Puicercus Gomez, G. Punzi, J. R. Pybus, Q. Qian, W. Qian, N. Qin, R. Quagliani, R. I. Rabadan Trejo, B. Rachwal, R. Racz, J. H. Rademacker, M. Rama, M. Ramírez García, V. Ramos De Oliveira, M. Ramos Pernas, G. Ramsey, M. S. Rangel, G. Raven, M. Rebollo De Miguel, F. Redi, J. Reich, F. Reiss, Z. Ren, P. K. Resmi, M. Ribalda Galvez, R. Ribatti, G. Ricart, D. Riccardi, S. Ricciardi, K. Richardson, M. Richardson-Slipper, F. Riehn, K. Rinnert, P. Robbe, G. Robertson, E. Rodrigues, A. Rodriguez Alvarez, E. Rodriguez Fernandez, J. A. Rodriguez Lopez, E. Rodriguez Rodriguez, J. Roensch, A. Rogovskiy, D. L. Rolf, P. Roloff, A. Romano, V. Romanovskiy, A. Romero Vidal, G. Romolini, F. Ronchetti, T. Rong, W. Rose, M. Rotondo, M. S. Rudolph, G. Ruggiero, M. Ruiz Diaz, J. Ruiz Vidal, J. Ruz Armendariz, J. J. Saavedra-Arias, J. J. Saborido Silva, D. Sahoo, N. Sahoo, B. Saitta, M. Salomoni, I. Sanderswood, R. Santacesaria, C. Santamarina Rios, M. Santimaria, L. Santoro, E. Santovetti, A. Saputi, A. Sarnatskiy, G. Sarpis, M. Sarpis, C. Satriano, A. Satta, M. Saur, H. Sazak, F. Sborzacchi, A. Scarabotto, S. Schael, S. Scherl, M. Schiller, H. Schindler, M. Schmelling, B. Schmidt, N. Schmidt, S. Schmitt, H. Schmitz, O. Schneider, A. Schopper, N. Schulte, H. Schumacher, M. H. Schune, G. Schwering, B. Sciascia, A. Sciuccati, G. Scriven, I. Segal, S. Sellam, M. Senghi Soares, A. Sergi, N. Serra, L. Sestini, B. Sevilla Sanjuan, Y. Shang, D. M. Shangase, R. S. Sharma, L. Shchutska, T. Shears, S. Shelton, J. Shen, Z. Shen, S. Sheng, B. Shi, J. Shi, Q. Shi, W. S. Shi, E. Shmanin, R. Silva Coutinho, G. Simi, S. Simone, M. Singha, I. Siral, N. Skidmore, T. Skwarnicki, M. W. Slater, E. Smith, M. Smith, L. Soares Lavra, M. D. Sokoloff, F. J. P. Soler, A. Solomin, K. Solovieva, N. S. Sommerfeld, R. Song, Y. Song, Y. Song, Y. S. Song, F. L. Souza De Almeida, G. Souza De Castro, B. Souza De Paula, K. M. Sowa, E. Spadaro Norella, E. Spedicato, J. G. Speer, P. Spradlin, F. Stagni, M. Stahl, S. Stahl, S. Stanislaus, M. Stefaniak, O. Steinkamp, F. Suljik, J. Sun, L. Sun, M. Sun, D. Sundfeld, P. Svihra, V. Svintozelskyi, J. Swallow, K. Swientek, F. Swystun, A. Szabelski, T. Szumlak, Y. Tan, Y. Tang, Y. T. Tang, M. D. Tat, J. A. Teijeiro Jimenez, F. Terzuoli, F. Teubert, E. Thomas, D. J. D. Thompson, A. R. Thomson-Strong, R. Thornton, H. Tilquin, V. Tisserand, S. T'Jampens, M. Tobin, T. T. Todorov, L. Tomassetti, G. Tonani, X. Tong, T. Tork, L. Torlai, L. Toscano, D. Y. Tou, C. Trippl, G. Tuci, N. Tuning, L. H. Uecker, A. Ukleja, A. Upadhyay, B. Urbach, A. Usachov, U. Uwer, V. Vagnoni, A. Vaitkevicius, A. Valassi, V. Valcarce Cadenas, G. Valenti, N. Valls Canudas, J. van Eldik, H. Van Hecke, E. van Herwijnen, C. B. Van Hulse, R. Van Laak, M. van Veghel, P. Varrella, R. Vazquez Gomez, P. Vazquez Regueiro, C. Vázquez Sierra, S. Vecchi, J. Velilla Serna, J. J. Velthuis, M. Veltri, A. Venkateswaran, M. Verdoglia, M. Vesterinen, W. Vetens, D. Vico Benet, P. Vidrier Villalba, M. Vieites Diaz, X. Vilasis-Cardona, E. Vilella Figueras, A. Villa, P. Vincent, B. Vivacqua, F. C. Volle, D. vom Bruch, K. Vos, C. Vrahas, J. Wagner, J. Walsh, N. Walter, E. J. Walton, G. Wan, A. Wang, B. Wang, C. Wang, C. Wang, C. Wang, G. Wang, H. Wang, J. Wang, J. Wang, J. Wang, J. Wang, M. Wang, N. W. Wang, X. Wang, X. Wang, X. Wang, X. W. Wang, Y. Wang, Y. Wang, Y. Wang, Y. H. Wang, Z. Wang, Z. Wang, J. A. Ward, A. Wasili, M. Waterlaat, N. K. Watson, D. Websdale, Y. Wei, Z. Weida, J. Wendel, B. D. C. Westhenry, A. S. White, C. White, M. Whitehead, E. Whiter, A. R. Wiederhold, D. Wiedner, M. A. Wiegertjes, C. Wild, G. Wilkinson, M. K. Wilkinson, M. Williams, M. J. Williams, M. R. J. Williams, R. Williams, S. Williams, Z. Williams, F. F. Wilson, M. Winn, W. Wislicki, M. Witek, L. Witola, T. Wolf, E. Wood, G. Wormser, S. A. Wotton, H. Wu, J. Wu, T. Wu, X. Wu, Y. Wu, Z. Wu, K. Wyllie, S. Xian, Z. Xiang, Y. Xie, T. X. Xing, A. Xu, L. Xu, M. Xu, R. Xu, Z. Xu, Z. Xu, Z. Xu, Z. Xu, S. Yadav, K. Yang, X. Yang, Y. Yang, Y. Yang, Z. Yang, Z. Yang, H. Yeung, H. Yin, X. Yin, C. Y. Yu, J. Yu, K. Yu, X. Yuan, Y Yuan, S. Zalambani, J. A. Zamora Saa, F. Zangari, M. Zavertyaev, M. Zdybal, F. Zenesini, C. Zeng, M. Zeng, S. H Zeng, C. Zhang, C. Zhang, D. Zhang, J. Zhang, L. Zhang, Q. Z. Zhang, R. Zhang, S. Zhang, S. L. Zhang, Y. Zhang, Z. Zhang, J. Zhao, M. Zhao, Y. Zhao, A. Zhelezov, S. Z. Zheng, X. Z. Zheng, Y. Zheng, T. Zhou, X. Zhou, V. Zhovkovska, L. Z. Zhu, X. Zhu, X. Zhu, Y. Zhu, V. Zhukov, J. Zhuo, T. Zies, D. Zuliani, X. Zuo
Oorspronkelijk artikel gelicentieerd onder CC BY 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). ✨ Dit is een AI-gegenereerde uitleg van het onderstaande artikel. Het is niet geschreven of goedgekeurd door de auteurs. Raadpleeg het oorspronkelijke artikel voor technische nauwkeurigheid. Lees de volledige disclaimer
In het hart van de materie ligt een kracht die zo krachtig is dat zij de kleinste bouwstenen van het universum samenbindt. Deze kracht, bekend als de sterke interactie, wordt gedragen door deeltjes genaamd gluonen en werkt tussen quarks, de fundamentele bouwstenen van protonen en neutronen. Wanneer een zware quark zijn antimaterie-partner ontmoet, kunnen ze samen binden om een kortlevend deeltje te vormen dat charmonium wordt genoemd. Wetenschappers bestuderen deze vluchtige paren om te begrijpen hoe de sterke kracht zich onder verschillende omstandigheden gedraagt. In een vacuüm, zoals bij een botsing tussen twee protonen, vormen en vervallen deze deeltjes op een voorspelbare manier. Echter, wanneer dezelfde botsing plaatsvindt binnen een grotere kern, verandert de omgeving. De dichte wolk van andere deeltjes die de botsingsplaats omringt, kan de vorming of het overleven van het charmonium verstoren, waarbij het fungeert als een dikke mist die de delicate binding kan oplossen voordat deze volledig is gevormd. Door te vergelijken hoe vaak deze deeltjes voorkomen in eenvoudige botsingen versus botsingen die plaatsvinden binnen een zwaardere kern, kunnen natuurkundigen nauwkeurig in kaart brengen hoe deze nucleaire omgeving de regels van de deeltjesfysica verandert.
Een team van onderzoekers die gebruikmaken van het LHCb-experiment bij CERN heeft een frisse blik geworpen op dit fenomeen door protonen in argon gas te laten botsen. Hoewel de Large Hadron Collider beroemd is om het frontaal laten botsen van protonenbundels met recordbrekende snelheden, maakte dit experiment gebruik van een unieke opstelling waarbij een bundel protonen in een stationaire wolk van gas werd geschoten. Deze fixed-target benadering stelde de wetenschappers in staat om botsingen te bestuderen bij een specifiek energieniveau van 113 GeV per nucleonenpaar, een regime dat voorheen niet met deze precisie was verkend. Het team richtte zich op twee specifieke soorten charmonium: de J/psi en de psi(2S). Deze twee deeltjes behoren essentieel tot dezelfde familie, maar de psi(2S) is een meer geëxciteerde, minder sterk gebonden versie van de J/psi. Omdat de psi(2S) zwakker bij elkaar wordt gehouden, suggereert de theorie dat deze fragieler zou moeten zijn en eerder zou worden vernietigd door de omringende nucleaire mist dan zijn stevigere neef.
Om dit te onderzoeken, analyseerden de onderzoekers gegevens verzameld in 2024, toen zij wolken van waterstof- en argongas in het pad van de protonenbundel injecteerden. De waterstofbotsingen dienden als basislijn, wat een schone omgeving vertegenwoordigt zonder nucleaire mist, terwijl de argonbotsingen de testcasus vormden, aangezien argonkernen veel groter zijn en een dichtere omgeving creëren. Door te tellen hoeveel J/psi- en psi(2S)-deeltjes werden geproduceerd in elk type botsing, berekende het team een ratio die de productiesnelheden van de twee deeltjes vergelijkt. Ze ontdekten dat in de proton-protonbotsingen de ratio van psi(2S) ten opzichte van J/psi iets hoger was dan in de proton-argonbotsingen. Specifiek was de ratio in de argonbotsingen ongeveer 10 procent lager dan in de protonbotsingen. Dit verschil suggereert dat de nucleaire omgeving in het argongas inderdaad de productie van het fragielere psi(2S)-deeltje onderdrukt meer dan dat het de J/psi beïnvloedt.
De studie stopte niet bij één enkel getal; de wetenschappers braken hun bevindingen verder af door te kijken naar de snelheid en richting van de geproduceerde deeltjes. Ze observeerden dat dit onderdrukingseffect het meest opvallend was wanneer de deeltjes langzaam bewogen en achterwaarts gingen ten opzichte van de protonenbundel. Dit patroon komt overeen met het idee dat de nucleaire mist het meest effectief is in het verstoren van de vorming van deze deeltjes wanneer ze meer tijd hebben om met de omringende materie te interageren. De resultaten werden vergeleken met eerdere metingen van andere experimenten en theoretische modellen die rekening houden met deeltjes die naast het charmonium bewegen, bekend als 'comovers', evenals modellen van nucleaire absorptie. De gegevens komen goed overeen met de voorspelling dat het nucleaire medium actief interfereert met de vorming van de psi(2S), hoewel het effect bescheiden is.
Dit werk vormt de eerste precieze meting van deze ratio in proton-argonbotsingen bij deze specifieke energie, wat dient als een cruciale benchmark voor toekomstige studies. De onderzoekers benadrukken dat hoewel het bewijs wijst op een onderdrukkingseffect, de gegevensset nog relatief klein is en een grotere dataset nodig zal zijn om de bevinding met grotere zekerheid te bevestigen. Het succes van deze meting onderstreept ook het vermogen van de LHCb-detector om in deze fixed-target modus te opereren, wat de deur opent voor nog meer gedetailleerde onderzoeken naar hoe materie zich gedraagt onder extreme omstandigheden. Door deze metingen voortdurend te verfijnen met verschillende gastargets en grotere gegevenssets, hopen natuurkundigen een compleet beeld te vormen van hoe de sterke kracht opereert binnen de dichte nucleaire omgeving, wat licht werpt op de fundamentele regels die het universum op zijn kleinste schaal beheersen.
Technische Samenvatting: De eerste meting van de inclusieve productie-ratio van ψ(2S)-naar-J/ψ in pAr- en pp-botsingen bij sNN=113 GeV met SMOG2
Probleem en Motivatie
De productie van charmonia (ccˉ-gebonden toestanden) in proton-kern- en kern-kernbotsingen dient als een cruciale sonde voor Kwantumchromodynamica (QCD). In proton-kernbotsingen is de productie van charmonium onderhevig aan diverse initiële- en eindtoestandseffecten, waaronder nucleaire absorptie, meervoudige verstrooiing, radiatieve energieverlies, dissociatie door comoving deeltjes en modificaties van de partonflux binnen de kern. Deze effecten zijn verschillend van de effecten die worden waargenomen in grotere systemen zoals zware-ionenbotsingen, waar de vorming van een Quark-Gluon Plasma wordt verwacht.
Een belangrijke observeerbare voor het onderzoeken van eindtoestandseffecten is de relatieve productie-snelheid van geëxciteerde versus laagliggende charmoniumtoestanden, specifiek de ψ(2S)-naar-J/ψ-ratio. Omdat de ψ(2S)-resonantie minder zwak gebonden is dan het J/ψ-meson, wordt theoretisch verwacht dat deze gevoeliger is voor suppressiemechanismen in een nucleaire omgeving. Hoewel deze fenomenen zijn bestudeerd in grotere systemen, zijn precisie-metingen over een breed bereik van experimentele condities, met name in kleinere systemen zoals proton-argon (pAr) botsingen bij intermediaire energieën, vereist om het complexe samenspel van deze effecten volledig te begrijpen.
Methodologie
Deze analyse maakt gebruik van gegevens verzameld door het LHCb-experiment tijdens Run 3 in de fixed-target configuratie met behulp van het SMOG2-systeem (System for Measuring Overlap with Gas). De studie richt zich op botsingen tussen 6800 GeV protonen die in de LHC circuleren en stationaire gasdoelen van waterstof (wat pp-botsingen oplevert) en argon (wat pAr-botsingen oplevert), resulterend in een nucleon-nucleon middelpunt van massa-energie van sNN=113 GeV.
- Gegevensmonsters: De analyse gebruikt geïntegreerde luminositeiten van 0,34 pb−1 voor pAr-botsingen (Data Block D) en 8,6 pb−1 voor pp-botsingen (gecombineerd uit Data Blocks D en E).
- Event Selectie: Zowel J/ψ- als ψ(2S)-mesonen worden gereconstrueerd via hun verval in tegengesteld geladen muonparen (μ+μ−). Events worden geselecteerd met behulp van een tweetraps software-trigger systeem (HLT1 en HLT2), waarbij eisen worden gesteld aan deeltjes met specifieke momentum- en transversale momentumdrempels, en invariantie-massa's consistent met charmoniumtoestanden. Offline selectie verfijnt deze criteria verder.
- Signaalextractie: Signaalopbrengsten worden bepaald met behulp van uitgebreide maximum-likelihood fits aan de μ+μ− invariantie-massa-distributies. Het signaal wordt gemodelleerd als een som van twee Crystal Ball-functies, terwijl de achtergrond wordt beschreven door een exponentiële functie.
- Bepaling van Efficiëntie: De ratio van productie-doorsneden wordt berekend door de ruwe opbrengst-ratio te corrigeren voor detectie-efficiënties. Deze efficiënties (geometrische acceptatie, primaire vertex reconstructie, tracking, trigger, en muon-identificatie) worden geschat met behulp van gesimuleerde monsters gegenereerd met Pythia 8 en EPOS, gecorrigeerd door data-gedreven technieken (tag-and-probe) met behulp van kalibratiesamples.
- Systematische Onzekerheden: Onzekerheden worden gecategoriseerd als gecorreleerd en ongecorreleerd over kinematische intervallen. Bronnen zijn onder meer signaalextractie-modellering, acceptatie-efficiëntie-modellering (specifiek pT en y∗ spectra), primaire vertex reconstructie, tracking, trigger, en muon-identificatie. Polarisatie-effecten worden aangenomen als nul op basis van eerdere metingen bij andere energieën.
Belangrijkste Bijdragen en Resultaten
Het artikel presenteert de eerste meting van de inclusieve ψ(2S)-naar-J/ψ productie-doorsnede ratio in pAr- en pp-botsingen bij sNN=113 GeV. De meting wordt uitgevoerd als een functie van de charmonium transversale momentum (pT) en rapiditeit in het middelpunt van massa (y∗), waarbij het bereik 0<pT<8 GeV/c en −2,3<y∗<0,0 wordt gedekt.
- Geïntegreerde Ratio's: De gemeten ratio van doorsneden vermenigvuldigd met de vertakkingsfractie-ratio, Rψ(2S)/J/ψ, is:
- Voor pAr-botsingen: (1,62±0,05 (stat)±0,06 (syst))×10−2
- Voor pp-botsingen: (1,79±0,05 (stat)±0,07 (syst))×10−2
- Dubbele Ratio: De ratio van de pAr-resultaat tot de pp-resultaat (de dubbele ratio) is gemeten als:
RpAr/ppψ(2S)/J/ψ=0,90±0,04 (stat)±0,02 (syst)
Deze waarde duidt op een milde suppressie van de ψ(2S)-productie ten opzichte van J/ψ in de nucleaire omgeving van pAr-botsingen vergeleken met pp-botsingen. - Kinematische Afhankelijkheid: De gegevens suggereren dat deze suppressie bij voorkeur wordt waargenomen in het kinematische bereik van −2,3<y∗<−0,8 en 0,0<pT<1,5 GeV/c. De resultaten tonen een stijgende trend met pT voor beide botsingssystemen, wat consistent is met trends waargenomen in hogere-energie pp-botsingen (s=13 TeV) en lagere-energie pp-botsingen (s=200 GeV).
- Vergelijking met Modellen: De waargenomen suppressie is consistent met fenomenologische voorspellingen die rekening houden met de eindtoestand-interactie van comoving deeltjes met charmonium en nucleaire absorptie. De invloed van initiële-toestandseffecten (nucleaire parton-verdelingsfuncties) wordt geschat als verwaarloosbaar (minder dan 1%) in deze ratio.
Significantie
Deze studie vestigt een baseline voor het interpreteren van toekomstige metingen die betrekking hebben op grotere botsingssystemen toegankelijk voor het LHCb-experiment. Het resultaat levert de meest precieze meting van het suppressie-effect bij botsing-energieën van sNN∼100 GeV. Bovendien dient de analyse als een bewijs van principe voor de prestaties van het SMOG2-systeem voor fixed-target fysica, waarbij wordt aangetoond dat het in staat is om hoog-precieze charm-metingen te leveren. Het artikel concludeert dat hoewel de huidige gegevens op een suppressie-effect wijzen, een grotere dataset vereist is om deze indicatie met een hogere statistische significantie te bevestigen. Toekomstige metingen zullen gebruikmaken van grotere datasets en een grotere diversiteit aan gasvormige targets om deze nucleaire effecten verder te verkennen.
Verdrinkt u in papers in uw vakgebied?
Ontvang dagelijkse digests van de nieuwste papers die bij uw onderzoekswoorden passen — met technische samenvattingen, in uw taal.
Ontvang wekelijks de beste nuclear experiments papers.
Vertrouwd door onderzoekers van Stanford, Cambridge en de Franse Academie van Wetenschappen.
Check je inbox om je aanmelding te bevestigen.
Er ging iets mis. Opnieuw proberen?
Geen spam, altijd opzegbaar.