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Measurement of groomed jet substructure observables in p+p collisions at s=200 GeV with STAR
Physics Letters B ( IF 4.3 ) Pub Date : 2020-12-01 , DOI: 10.1016/j.physletb.2020.135846
J. Adam , L. Adamczyk , J.R. Adams , J.K. Adkins , G. Agakishiev , M.M. Aggarwal , Z. Ahammed , I. Alekseev , D.M. Anderson , A. Aparin , E.C. Aschenauer , M.U. Ashraf , F.G. Atetalla , A. Attri , G.S. Averichev , V. Bairathi , K. Barish , A. Behera , R. Bellwied , A. Bhasin , J. Bielcik , J. Bielcikova , L.C. Bland , I.G. Bordyuzhin , J.D. Brandenburg , A.V. Brandin , J. Butterworth , H. Caines , M. Calderón de la Barca Sánchez , D. Cebra , I. Chakaberia , P. Chaloupka , B.K. Chan , F.-H. Chang , Z. Chang , N. Chankova-Bunzarova , A. Chatterjee , D. Chen , J.H. Chen , X. Chen , Z. Chen , J. Cheng , M. Cherney , M. Chevalier , S. Choudhury , W. Christie , X. Chu , H.J. Crawford , M. Csanád , M. Daugherity , T.G. Dedovich , I.M. Deppner , A.A. Derevschikov , L. Didenko , X. Dong , J.L. Drachenberg , J.C. Dunlop , T. Edmonds , N. Elsey , J. Engelage , G. Eppley , R. Esha , S. Esumi , O. Evdokimov , A. Ewigleben , O. Eyser , R. Fatemi , S. Fazio , P. Federic , J. Fedorisin , C.J. Feng , Y. Feng , P. Filip , E. Finch , Y. Fisyak , A. Francisco , L. Fulek , C.A. Gagliardi , T. Galatyuk , F. Geurts , A. Gibson , K. Gopal , D. Grosnick , W. Guryn , A.I. Hamad , A. Hamed , S. Harabasz , J.W. Harris , S. He , W. He , X.H. He , S. Heppelmann , S. Heppelmann , N. Herrmann , E. Hoffman , L. Holub , Y. Hong , S. Horvat , Y. Hu , H.Z. Huang , S.L. Huang , T. Huang , X. Huang , T.J. Humanic , P. Huo , G. Igo , D. Isenhower , W.W. Jacobs , C. Jena , A. Jentsch , Y. Ji , J. Jia , K. Jiang , S. Jowzaee , X. Ju , E.G. Judd , S. Kabana , M.L. Kabir , S. Kagamaster , D. Kalinkin , K. Kang , D. Kapukchyan , K. Kauder , H.W. Ke , D. Keane , A. Kechechyan , M. Kelsey , Y.V. Khyzhniak , D.P. Kikoła , C. Kim , B. Kimelman , D. Kincses , T.A. Kinghorn , I. Kisel , A. Kiselev , M. Kocan , L. Kochenda , L.K. Kosarzewski , L. Kramarik , P. Kravtsov , K. Krueger , N. Kulathunga Mudiyanselage , L. Kumar , R. Kunnawalkam Elayavalli , J.H. Kwasizur , R. Lacey , S. Lan , J.M. Landgraf , J. Lauret , A. Lebedev , R. Lednicky , J.H. Lee , Y.H. Leung , C. Li , W. Li , W. Li , X. Li , Y. Li , Y. Liang , R. Licenik , T. Lin , Y. Lin , M.A. Lisa , F. Liu , H. Liu , P. Liu , P. Liu , T. Liu , X. Liu , Y. Liu , Z. Liu , T. Ljubicic , W.J. Llope , R.S. Longacre , N.S. Lukow , S. Luo , X. Luo , G.L. Ma , L. Ma , R. Ma , Y.G. Ma , N. Magdy , R. Majka , D. Mallick , S. Margetis , C. Markert , H.S. Matis , J.A. Mazer , N.G. Minaev , S. Mioduszewski , B. Mohanty , M.M. Mondal , I. Mooney , Z. Moravcova , D.A. Morozov , M. Nagy , J.D. Nam , Md. Nasim , K. Nayak , D. Neff , J.M. Nelson , D.B. Nemes , M. Nie , G. Nigmatkulov , T. Niida , L.V. Nogach , T. Nonaka , A.S. Nunes , G. Odyniec , A. Ogawa , S. Oh , V.A. Okorokov , B.S. Page , R. Pak , A. Pandav , Y. Panebratsev , B. Pawlik , D. Pawlowska , H. Pei , C. Perkins , L. Pinsky , R.L. Pintér , J. Pluta , J. Porter , M. Posik , N.K. Pruthi , M. Przybycien , J. Putschke , H. Qiu , A. Quintero , S.K. Radhakrishnan , S. Ramachandran , R.L. Ray , R. Reed , H.G. Ritter , J.B. Roberts , O.V. Rogachevskiy , J.L. Romero , L. Ruan , J. Rusnak , N.R. Sahoo , H. Sako , S. Salur , J. Sandweiss , S. Sato , W.B. Schmidke , N. Schmitz , B.R. Schweid , F. Seck , J. Seger , M. Sergeeva , R. Seto , P. Seyboth , N. Shah , E. Shahaliev , P.V. Shanmuganathan , M. Shao , F. Shen , W.Q. Shen , S.S. Shi , Q.Y. Shou , E.P. Sichtermann , R. Sikora , M. Simko , J. Singh , S. Singha , N. Smirnov , W. Solyst , P. Sorensen , H.M. Spinka , B. Srivastava , T.D.S. Stanislaus , M. Stefaniak , D.J. Stewart , M. Strikhanov , B. Stringfellow , A.A.P. Suaide , M. Sumbera , B. Summa , X.M. Sun , X. Sun , Y. Sun , Y. Sun , B. Surrow , D.N. Svirida , P. Szymanski , A.H. Tang , Z. Tang , A. Taranenko , T. Tarnowsky , J.H. Thomas , A.R. Timmins , D. Tlusty , M. Tokarev , C.A. Tomkiel , S. Trentalange , R.E. Tribble , P. Tribedy , S.K. Tripathy , O.D. Tsai , Z. Tu , T. Ullrich , D.G. Underwood , I. Upsal , G. Van Buren , J. Vanek , A.N. Vasiliev , I. Vassiliev , F. Videbæk , S. Vokal , S.A. Voloshin , F. Wang , G. Wang , J.S. Wang , P. Wang , Y. Wang , Y. Wang , Z. Wang , J.C. Webb , P.C. Weidenkaff , L. Wen , G.D. Westfall , H. Wieman , S.W. Wissink , R. Witt , Y. Wu , Z.G. Xiao , G. Xie , W. Xie , H. Xu , N. Xu , Q.H. Xu , Y.F. Xu , Y. Xu , Z. Xu , Z. Xu , C. Yang , Q. Yang , S. Yang , Y. Yang , Z. Yang , Z. Ye , Z. Ye , L. Yi , K. Yip , H. Zbroszczyk , W. Zha , C. Zhang , D. Zhang , S. Zhang , S. Zhang , X.P. Zhang , Y. Zhang , Y. Zhang , Z.J. Zhang , Z. Zhang , Z. Zhang , J. Zhao , C. Zhong , C. Zhou , X. Zhu , Z. Zhu , M. Zurek , M. Zyzak

In this letter, a comprehensive suite of jet substructure measurements via the SoftDrop algorithm, including the shared momentum fraction ($z_{\rm{g}}$) and the groomed jet radius ($R_{\rm{g}}$), are reported in \pp collisions at $\sqrt{s} = 200$ GeV collected by the STAR experiment. These substructure observables are differentially measured for jets of varying resolution parameters from $R = 0.2$ to $R = 0.6$ and transverse momentum range $15 < p_{\rm{T, jet}} < 60$ GeV$/c$. These studies show that, at RHIC kinematics with increasing jet resolution parameter and jet energy, the $z_{\rm{g}}$ distribution asymptotically converges to the DGLAP splitting kernel. The groomed jet radius measurements reflect a momentum-dependent narrowing of the jet structure for jets of a given resolution parameter, i.e., the larger the $p_{\rm{T, jet}}$, the narrower the first split. For the first time, these fully corrected measurements are compared to leading order Monte Carlo generators and to state-of-the-art theoretical calculations at next-to-leading-log accuracy. We observe that RHIC-tuned PYTHIA 6 is able to quantitatively reproduce data whereas the LHC-tuned event generators, PYTHIA 8 and HERWIG 7, are unable to provide a simultaneous description of both the $z_{\rm{g}}$ and $R_{\rm{g}}$, resulting in opportunities for fine parameter tuning of these models in \pp collisions at varying collision energies. We also find that the theoretical calculations without non-perturbative corrections are able to qualitatively describe the trend in data for jets of large resolution parameters at high $p_{\rm{T, jet}}$, but fail at small jet resolution parameters and low jet momenta.

中文翻译:

使用 STAR 在 s=200 GeV 的 p+p 碰撞中测量修饰的喷射子结构可观测值

在这封信中,一整套通过 SoftDrop 算法进行的喷流子结构测量,包括共享动量分数 ($z_{\rm{g}}$) 和修饰的喷流半径 ($R_{\rm{g}}$) , 在 $\sqrt{s} = 200$ GeV 的 \pp 碰撞中报告,由 STAR 实验收集。对于分辨率参数从 $R = 0.2$ 到 $R = 0.6$ 和横向动量范围 $15 < p_{\rm{T, jet}} < 60$ GeV$/c$ 的不同分辨率参数的喷流,这些子结构可观测值是不同的。这些研究表明,在 RHIC 运动学中,随着射流分辨率参数和射流能量的增加,$z_{\rm{g}}$ 分布逐渐收敛到 DGLAP 分裂核。对于给定分辨率参数的喷流,经过修饰的喷流半径测量反映了喷流结构的动量相关变窄,即 $p_{\rm{T, jet}}$ 越大,第一次分裂越窄。首次将这些完全校正的测量结果与领先的蒙特卡罗生成器和最先进的理论计算进行了比较,并以次领先的对数精度进行了比较。我们观察到 RHIC 调谐的 PYTHIA 6 能够定量再现数据,而 LHC 调谐的事件发生器 PYTHIA 8 和 HERWIG 7 无法同时提供 $z_{\rm{g}}$ 和 $ R_{\rm{g}}$,导致在不同碰撞能量的 \pp 碰撞中对这些模型进行微调参数的机会。我们还发现,没有非微扰修正的理论计算能够定性地描述大分辨率参数喷流数据在高 $p_{\rm{T, jet}}$ 的数据趋势,但在小喷流分辨率参数和低喷射动量。首次将这些完全校正的测量结果与领先的蒙特卡罗生成器和最先进的理论计算进行了比较,并以次领先的对数精度进行了比较。我们观察到 RHIC 调谐的 PYTHIA 6 能够定量再现数据,而 LHC 调谐的事件发生器 PYTHIA 8 和 HERWIG 7 无法同时提供 $z_{\rm{g}}$ 和 $ R_{\rm{g}}$,导致在不同碰撞能量的 \pp 碰撞中对这些模型进行微调参数的机会。我们还发现,没有非微扰修正的理论计算能够定性地描述大分辨率参数喷流数据在高 $p_{\rm{T, jet}}$ 的数据趋势,但在小喷流分辨率参数和低喷射动量。首次将这些完全校正的测量结果与领先的蒙特卡罗生成器和最先进的理论计算进行了比较,并以次领先的对数精度进行了比较。我们观察到 RHIC 调谐的 PYTHIA 6 能够定量再现数据,而 LHC 调谐的事件发生器 PYTHIA 8 和 HERWIG 7 无法同时提供 $z_{\rm{g}}$ 和 $ R_{\rm{g}}$,导致在不同碰撞能量的 \pp 碰撞中对这些模型进行微调参数的机会。我们还发现,没有非微扰修正的理论计算能够定性地描述大分辨率参数喷流数据在高 $p_{\rm{T, jet}}$ 的数据趋势,但在小喷流分辨率参数和低喷射动量。将这些完全校正的测量结果与领先阶蒙特卡罗生成器和最先进的理论计算进行了比较,其精度接近领先对数。我们观察到 RHIC 调谐的 PYTHIA 6 能够定量再现数据,而 LHC 调谐的事件发生器 PYTHIA 8 和 HERWIG 7 无法同时提供 $z_{\rm{g}}$ 和 $ R_{\rm{g}}$,导致在不同碰撞能量的 \pp 碰撞中对这些模型进行微调参数的机会。我们还发现,没有非微扰修正的理论计算能够定性地描述大分辨率参数喷流数据在高 $p_{\rm{T, jet}}$ 的数据趋势,但在小喷流分辨率参数和低喷射动量。将这些完全校正的测量结果与领先阶蒙特卡罗生成器和最先进的理论计算进行了比较,其精度接近领先对数。我们观察到 RHIC 调谐的 PYTHIA 6 能够定量再现数据,而 LHC 调谐的事件发生器 PYTHIA 8 和 HERWIG 7 无法同时提供 $z_{\rm{g}}$ 和 $ R_{\rm{g}}$,导致在不同碰撞能量的 \pp 碰撞中对这些模型进行微调参数的机会。我们还发现,没有非微扰修正的理论计算能够定性地描述大分辨率参数喷流数据在高 $p_{\rm{T, jet}}$ 的数据趋势,但在小喷流分辨率参数和低喷射动量。
更新日期:2020-12-01
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