Produção difrativa de J/ψ em altas energias Mairon Melo Machadoa, Maria Beatriz Gay Ducatia, Magno Valério Trindade Machadob High Energy Phenomenology Group, GFPAE aIF – UFRGS, Porto Alegre,~Rio Grande do Sul bUNIPAMPA, Bagé, Rio Grande do Sul melo.machado@ufrgs.br www.if.ufrgs.br/gfpae

Motivações Estudo da seção de choque inclusiva e difrativa Estudo do mecanismo de cor baseado no formalismo de fatorização da Cromodinâmica Não Relativística (NRQCD) Estudo da trajetória do Pomeron fenomenologia descreve o espalhamento difrativo Estudo de processos difrativos duros modelo de Ingelman-Schlein Investigação dos efeitos de múltiplos espalhamentos de Pomeron com o fator da probabilidade de sobrevivência da lacuna de rapidez Análises usando uma recente parametrização para a função de estrutura do Pomeron H1 Collaboration Mairon Machado – VII Mostra PG 2008

Processos difrativos Lacunas de rapidez (y) ausência de partículas Colisões hádron-hádron 1% Pomeron troca de número quântico do vácuo pz Momentum do próton Medidas do colisor HERA (DESY) (Colaborações H1 e Zeus) DDIS contribui significativamente para a seção de choque  10% dos eventos visíveis em pequeno-x Mairon Machado – VII Mostra PG 2008

Cromodinâmica Quântica (QCD) Dinâmica de quarks e glúons (interações fortes) Carga de cor Quarks spin = ½ 0 Sabor Massa GeV/c2 Carga u up 0.003 2/3 d down 0.006 -1/3 c charm 1.3 s strange 0.1 t top 175 b bottom 4.8 Glúons Quarks Tensor intensidade Índice de cor indicando o número de glúons, fabc são as constantes de estrutura e Nc é o número de cores Confinamento em baixas energias Liberdade assintótica em altas energias Mairon Machado – VII Mostra PG 2008

Pártons Nucleons são compostos por pártons Nucleons compostos por três quarks chamados quarks de valência Resultados experimentais mostram que parte do momentum total do nucleon é portada pelos quarks Momentum faltante atribuído aos glúons Responsáveis pela ligação dos quarks Mairon Machado – VII Mostra PG 2008

Diffractive DIS at HERA Q2: 4-momentum trocado W:  p energia de centro de massa x: fração de momentum p carregado pelo quark xIP: fração de momentum p carregado pelo Pomeron (IP) β: fração de momentum IP carregado DIS inclusivo: Prova a estrutura partônica do próton X DIS difrativo: Prova a estrutura do Pomeron X fa/IP é a distribuição de pártons no Pomeron g(xIP) é o fluxo de Pomeron Modelo Ingelman-Schlein Mairon Machado – VII Mostra PG 2008

Processo Inclusivo Seção de choque para um processo em que pártons de dois hádrons (A e B) interagem para a produção de J/ψ xa e xb são as frações de momentum dos nucleons portadas pelos pártons fi/h é a função de distribuição partônica (PDF) de um párton com sabor i = a,b no hádron h = A, B d Mairon Machado – VII Mostra PG 2008

Seção de choque difrativa para J/ψ Distribuições em pT de léptons na seção de choque difrativa de J/ψ fg/IP é a distribuição de glúons no Pomeron – parametrização experimental para a função de estrutura do Pomeron (H1) e fIP/p é o fluxo de Pomeron Seção de choque inclusiva xIP = 1 Mairon Machado – VII Mostra PG 2008

Seções de choque singleto e octeto Largura de decaimento parcial  = 0.05084 ec2=2/3; Mψ = 3.096 GeV; αs = gs2 / 4π Mairon Machado – VII Mostra PG 2008

Probabilidade de sobrevivência da lacuna de rapidez (GSP) Atualmente é um assunto de altíssimo interesse teórico e experimental Lacuna de rapidez região do espaço angular sem detecção de partículas Probabilidade de sobrevivência preenchimento da lacuna por hádrons produzidos nas interações pelas partículas remanescente A(s,b) é a amplitude (no parâmetro de espaço) do processo de interesse partciualr na energia de centro de massa PS(s,b) é a probabilidade de que não ocorra interações inelásticas entre os hádrons espalhados Mairon Machado – VII Mostra PG 2008

Modelo KMR GSP KMR em múltiplos canais inserção de loop de píons na trajetóia do Pomeron forma não exponencial do vértice próton Pomeron  (t) Correções absortivas associadas com a eikonalização R Tevatron (%) R LHC (%) 0.48 0.15 0.28 0.09 central forward Mairon Machado – VII Mostra PG 2008

Resultados * LHC Tevatron inctot diftot Linhas negras superiores (inclusivo singleto) e vermelhas tracejadas (difrativo singleto) Contribuição octeto domina (próximo ao valor total) sem GPS R LHC = 0.42% R Tevatron = 0.61% * This work Ref. 2 R Tevatron (%) 0.37 0.38 R LHC (%) 0.12 - * Média de pseudo-rapidez (central e forward) Mairon Machado – VII Mostra PG 2008

Conclusões Cálculos de processos de hadroprodução difrativa de J/ψ e distribuições de momentum Uso de uma recente distribuição para a distribuição partônica do Pomeron (H1 Collaboration – DESY – HERA) e estimativas teóricas para a probabilidade de sobrevivência da lacuna de rapidez Taxa de seção de choque difrativa/inclusiva diminui usando GSP Acordo com outra predição fenomenológica Melhora nas descrições dos dados usando GSP Observável que pode ser utilizado para testar futuras extrações das PDF’s Verficação do formalismo de fatorização NRQCD Aplicação da probabilidade de sobrevivência da lacuna de rapidez deve ser feita Mairon Machado – VII Mostra PG 2008

Bibliografia COOPER, F. et al PRL 93 (2004) 171801 XU, J. S. ; PENG, H. A.. PRD 59 (1999) 014028 CHO, P., LEIBOVICH, A. PRD 53, 6203 (1995) MACHADO, M. M., GAY DUCATI, M. B. MACHADO, M. V. T. PRD 75, 11403 (2007) CHEHIME, H. et al PLB 286, 392 (1992) BJORKEN, J. D. PRD 47, 101 (1992) KHOZE, V. A., MARTIN, A. D., RYSKIN, M. G. Eur. Phys. J. C. 26 229 (2002) Mairon Machado – VII Mostra PG 2008