Measurement of angular correlations in Drell-Yan lepton pairs to probe Z/gamma* boson transverse momentum at sqrt(s)=7 TeV with the ATLAS detector

A measurement of angular correlations in Drell-Yan lepton pairs via the phi(eta)* observable is presented. This variable probes the same physics as the Z/gamma* boson transverse momentum with a better experimental resolution. The Z/gamma* -> e(+)e(-) and Z/gamma* -> mu(+)mu(-) decays produced in proton-proton collisions at a centre-of-mass energy of root s = 7 TeV are used. The data were collected with the ATLAS detector at the LHC and correspond to an integrated luminosity of 4.6 fb(-1). Normalised differential cross sections as a function of phi(eta)* are measured separately for electron and muon decay channels. These channels are then combined for improved accuracy. The cross section is also measured double differentially as a function of phi(eta)* for three independent bins of the Z boson rapidity. The results are compared to QCD calculations and to predictions from different Monte Carlo event generators. The data are reasonably well described, in all measured Z boson rapidity regions, by resummed QCD predictions combined with fixed-order perturbative QCD calculations or by some Monte Carlo event generators. The measurement precision is typically better by one order of magnitude than present theoretical uncertainties.

Measurement of the low-mass Drell-Yan differential cross section at √8 = 7 TeV using the ATLAS detector

The differential cross section for the process Z/√ → ℓℓ (ℓ = e, μ) as a function of dilepton invariant mass is measured in pp collisions at ps = 7TeV at the LHC using the ATLAS detector. The measurement is performed in the e and μ channels for invariant masses between 26 GeV and 66 GeV using an integrated luminosity of 1.6 fb−1 collected in 2011 and these measurements are combined. The analysis is extended to invariant masses as low as 12 GeV in the muon channel using 35 pb−1 of data collected in 2010. The cross sections are determined within fiducial acceptance regions and corrections to extrapolate the measurements to the full kinematic range are provided. Next-to-next-to-leading-order QCD predictions provide a significantly better description of the results than next-to-leadingorder QCD calculations, unless the latter are matched to a parton shower calculation.

Proceedings of the Drell Yan Workshop, Fermilab, October 7 and 8, 1982.

Mode of access: Internet.

Structure of Relativistic States

QCD factorization in the Bjorken limit allows to separate the long-distance physics from the hard subprocess. At leading twist, only one parton in each hadron is coherent with the hard subprocess. Higher twist effects increase as one of the active partons carries most of the longitudinal momentum of the hadron, x -> 1. In the Drell-Yan process \pi N -> \mu^- mu^+ + X, the polarization of the virtual photon is observed to change to longitudinal when the photon carries x_F > 0.6 of the pion. I define and study the Berger-Brodsky limit of Q^2 -> \infty with Q^2(1-x) fixed. A new kind of factorization holds in the Drell-Yan process in this limit, in which both pion valence quarks are coherent with the hard subprocess, the virtual photon is longitudinal rather than transverse, and the cross section is proportional to a multiparton distribution. Generalized parton distributions contain information on the longitudinal momentum and transverse position densities of partons in a hadron. Transverse charge densities are Fourier transforms of the electromagnetic form factors. I discuss the application of these methods to the QED electron, studying the form factors, charge densities and spin distributions of the leading order |e\gamma> Fock state in impact parameter and longitudinal momentum space. I show how the transverse shape of any virtual photon induced process, \gamma^*(q)+i -> f, may be measured. Qualitative arguments concerning the size of such transitions have been previously made in the literature, but without a precise analysis. Properly defined, the amplitudes and the cross section in impact parameter space provide information on the transverse shape of the transition process.

Sivers effect and transverse single spin asymmetry in e+p(up arrow) -> e+J/psi+X

We discuss the possibility of using electroproduction of J/psi as a probe of gluon Sivers function by measuring single spin asymmetry (SSA) in experiments with transversely polarized protons and electron beams. We estimate SSA for JLab, HERMES, COMPASS, and eRHIC energies using the color evaporation model of charmonium production and find asymmetry up to 25% for certain choices of model parameters which have been used earlier for estimating SSA in the SIDIS and Drell-Yan processes.

gamma cross section in p plus p collisions at root s=200 GeV

We report on a measurement of the gamma(1S + 2S + 3S) -> e(+)e(-) cross section at midrapidity in p + p collisions at root s = 200 GeV. We find the cross section to be 114 +/- 38(stat + fit)(-24)(+23)(syst) pb. Perturbative QCD calculations at next-to-leading order in the color evaporation model are in agreement with our measurement, while calculations in the color singlet model underestimate it by 2 sigma. Our result is consistent with the trend seen in world data as a function of the center-of-mass energy of the collision and extends the availability of gamma data to RHIC energies. The dielectron continuum in the invariant-mass range near the gamma is also studied to obtain a combined yield of e(+)e(-) pairs from the sum of the Drell-Yan process and b-(b) over bar production.

Física de Pomeron a altas energias

Neste trabalho investigamos a física de Pomeron, tanto em sua formulação perturbativa dada pela Cromodinâmica Quântica como o aspecto não-perturbativo dado pela teoria de Regge. Estes formalismos teóricos levam em consideração o fato que o Pomeron porta os números quânticos do vácuo e deve dominar o espalhamento entre partículas em altas energias. Partindo do formalismo de dipolos de cor, estudamos a interação perturbativa usual corrigida por efeitos de unitariedade em altas energias para os processos DIS e Drell- Yan, determinando a importância destas correções para ambos processos. Referente ao Pomeron não-perturbativo, investigamos os aspectos do modelo de múltiplos espalhamentos, o qual também contribui também para a unitariedade no setor suave. Dado os resultados similares entre modelos QCD e de Regge na descrição de DIS difrativo, propomos um novo observável, o coeficiente angular difrativo da função de estrutura difrativa, que permitirá discriminar dinâmicas subjacentes ao processo. Finalmente estudamos a fenomenologia associada à truncagem da série assintótica advinda do formalismo BFKL, e a utilizamos para descrever os principais observáveis em colisões hadrônicas e elétron-próton.

Supressão de J/[psi] em processos próton-núcleo e núcleo-núcleo devido aos efeitos de alta densidade

A supressão da produção do méson J/Ψ em colisões de íons pesados tem sido apontada como um sinal da formação de um estado desconfinado da matéria - o Plasma de Quarks e Glúons. Este sinal, por em, não e inequívoco e muitos modelos, que não assumem a formação do plasma, podem descrever igualmente bem os resultados da colaboração NA50, no CERN, que apontou uma supressão anômala, não explicada pela absorção nuclear, nas colisões mais centrais entre íons de chumbo. De modo geral, estes modelos, considerando ou não a formação do plasma, procuram explicar os resultados experimentais através de mecanismos que causam a supressão no estado final da colisão, isto e, mecanismos que agem sobre as partículas produzidas na colisão. Por outro lado, para núcleos pesados e em processos envolvendo altas energias, as distribuições partônicas nucleares são alteradas em relação as distribuições para nucleons livres. Estas alterações ocorrem devido ao fato das dimensões do nucleon serem um limite geométrico para o crescimento das distribuições - seu vínculo de unitariedade - pois o meio nuclear, em altas energias, apresenta uma alta densidade partônica. A existência deste vínculo de unitariedade requer modificações das distribuições partônicas, o que deve ser considerado nos cálculos das seções de choque nucleares. Tais modificações afetam a produção de hádrons no estado final, diminuindo sua taxa de produção. Nesse trabalho, investigamos a inclusão dos efeitos de alta densidade nas distribuições partônicas para o tratamento da supressão de J/Ψ em colisões envolvendo alvos nucleares. Estes efeitos são decorrentes do aumento da distribuição de glúions na região de pequeno x (altas energias). A evolução DGLAP, que considera apenas a emissão de pártons, prevê um crescimento ilimitado da distribuição de glúons nesta região, quebrando assim o vínculo da unitariedade. Por isso, o mecanismo de recombinação partônica passa a contribuir para restaurar a unitariedade. Estes efeitos de recombinação, basicamente, são tratados como os efeitos de alta densidade referidos nesse trabalho, alterando as distribuições partônicas nucleares. Utilizamos processos próton-núcleo para estimar a magnitude destes efeitos, uma vez que estes processos não apresentam um meio nuclear tão denso quanto o proporcionado por colisões núcleo-núcleo. Esta premissa torna os processos próton-núcleo testes mais confiaveis para a investigação dos efeitos de alta densidade. Analisamos em especial a razão entre as taxas de produção do méson J/Ψ e do par de léptons, via processo Drell- Yan, uma vez que este observável e utilizado para apontar a supressão na produção de J/Ψ . Estendemos esta análise para processos núcleo-núcleo, onde novos mecanismos de supressão, entre eles a formação do Plasma de Quarks e Glúons são esperados. Os resultados aqui apresentados mostram que a inclusão dos efeitos de alta densidade introduz uma supressão adicional na produção de J/Ψ , que se torna mais significativa com o aumento da energia do processo. Nossa conclusão e, portanto, que estes efeitos devem ser incorporados na análise deste sinal em experimentos realizados em RHIC e LHC.

Pair term in the electromagnetic current within the Front-Form dynamics: spin-0 case

The frame and scale dependence of the pair-term contribution to the electromagnetic form factor of a spin-zero composite system of two-fermions is studied within the Light Front. The form factor is evaluated from the plus-component of the current in the Breit frame, using for the first time a nonconstant, symmetric ansatz for the Bethe-Salpeter amplitude. The frame dependence is analyzed by allowing a nonvanishing plus component of the momentum transfer, while the dynamical scale is set by the masses of the constituents and by mass and size of the composite system. A transverse momentum distribution, associated with the Bethe-Salpeter amplitude, is introduced which allows to define strongly and weakly relativistic systems. In particular, for strongly relativistic systems, the pair term vanishes for the Drell-Yan condition, while is dominant for momentum transfer along the light-front direction. For a weakly relativistic system, fitted to the deuteron scale, the pair term is negligible up to momentum transfers of 1 (GeV/c)(2). A comparison with results obtained within the Front-Form Hamiltonian dynamics with a fixed number of constituents is also presented. (C) 2002 Elsevier B.V. B.V. All rights reserved.

Light-front model of the kaon electromagnetic current

The kaon electromagnetic form factor is extracted from both components of the current: J(+) and J(-) with a pseudo-scalar coupling of the quarks to the meson. The pair production process does not contribute to J(+) in the Drell-Yan frame (q(+) = 0). However, the pair production process contribution is different from zero in J(-) and this contribution is necessary to keep the rotational symmetry properties of the current.

The kaon electromagnetic form factor in the light-front formalism

Numerical calculations are performed and compared to the experimental data for the electromagnetic form factor of the kaon, extracted from both components of the electromagnetic current, J(+) and J(-), with a pseudo-scalar coupling of the quarks to the kaon. In the case of J(+), there is no pair term contribution in the Drell-Yan frame (q(+) = 0). However, for J-, the pair term contribution is different from zero and is necessary in order to preserve the rotational symmetry of the current. The free parameters are the quark masses and the regulator mass.

First measurement of the cross section for top-quark pair production in proton-proton collisions at root s=7 TeV

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Measurement of the rapidity and transverse momentum distributions of Z bosons in pp collisions at root(s)=7 TeV

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Frame dependence of the pair contribution to the pion electromagnetic form factor in a light-front approach

The frame dependence of the pair-term contribution to the electromagnetic form factor of the pion is studied within the Light Front approach. A symmetric ansatz for the pion Bethe-Salpeter amplitude with a pseudo scalar coupling of the constituent to the pion field is used. In this model, the pair term vanishes for the Drell-Yan condition, while it is dominant for momentum transfer along the light-front direction.

Spin-1 particle in the light-front approach

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)