Measurement of Charged Hadron Distributions in Beauty and Charm Quark Tagged Jets at the Large Hadron Collider beauty Experiment - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2022

Measurement of Charged Hadron Distributions in Beauty and Charm Quark Tagged Jets at the Large Hadron Collider beauty Experiment

Mesure de distributions de hadrons chargés dans des jets tagués de quarks beauté et charme à l'expérience Large Hadron Collider beauty

Résumé

Hadronization, the process by which a color-charged quark or gluon becomes bound within a color-neutral hadron, remains a fundamental yet poorly understood process in quantum chromodynamics. Current theoretical descriptions of hadronization rely on the use of fragmentation functions, which parameterize the probability for a quark or gluon to become bound within a specific hadron. While fragmentation functions parameterize the hadronization process beginning with the initial state parton, experiments can only detect the final state hadrons produced. One solution to address the current discrepancy between theoretical and experimental approaches to hadronization is to study systems in which information about both the initial state parton and final state hadrons is experimentally accessible. Heavy-flavor-tagged jets, collimated sprays of high-energy particles originating from the hadronization of a beauty or charm quark, are one example of such a system as they provide access to the flavor content of both the initial and final state particles. Distributions of the longitudinal momentum fraction $z$, transverse momentum $j_{T}$, and radial profile $r$ of charged hadrons in heavy-flavor-tagged jets were measured using 13 TeV proton-proton collision data taken by the Large Hadron Collider beauty (LHCb) experiment. The distributions were compared to those measured in $Z$-tagged jets, which are primarily light-quark-initiated, to study differences between the hadronization mechanisms of heavy and light quarks. This measurement complements previous measurements of single-hadron heavy flavor fragmentation functions and constitutes another approach with which to gain insight into the mechanisms underlying heavy flavor hadronization.
L'hadronisation, le processus permettant à un quark ou gluon possédant une charge de couleur de se lier à un hadron non coloré, reste un processus fondamental mais faiblement compris en chromodynamique quantique. Les descriptions théoriques actuelles de l'hadronisation dépendent de l'utilisation de fonctions de fragmentation paramétrisant la probabilité qu'un quark ou gluon devienne lié à un hadron spécifique. Alors que les fonctions de fragmentation paramétrisent le processus d’hadronisation débutant avec le parton de l’état initial, les expériences ne peuvent détecter seulement les hadrons produits dans l’état final. Une solution permettant d’aborder la différence actuelle entre les approches théoriques et expérimentales de l’hadronisation consiste à étudier les systèmes dans lesquels l’information du parton de l’état initial ainsi que celle des hadrons de l’état final sont toutes les deux accessibles expérimentalement. Les jets tagués à saveur lourde, étant des torrents collimatés de particules à haute énergie provenant de l’hadronisation d’un quark de beauté et de charme, sont un exemple d’un tel système du fait qu’ils fournissent l’accès au contenu en saveur des états initiaux et finaux des particules. Les distributions de la fraction longitudinale de l'impulsion $z$, de l'impulsion transverse $j_T$, et du profil radial $r$ des hadrons chargés contenus dans les jets tagués à saveur lourdes ont été mesurés en utilisant les données de collisions proton-proton à 13 TeV collectées par l’expérience Large Hadron Collider beauty (LHCb). Les distributions ont été comparées à celles mesurées dans des jets tagués grâce au boson $Z$ qui initient principalement de quarks légers, afin d’étudier les différences entre les mécanismes d’hadronisation des quarks lourds et légers. Cette mesure est complémentaire des mesures précédentes de fonctions de fragmentations de hadrons solitaires à saveur lourde et constitue une autre approche avec laquelle il est possible d’entrevoir un aperçu dans le mécanisme à la base de l’hadronisation à saveur lourde.
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Origine Fichiers produits par l'(les) auteur(s)

Dates et versions

tel-04436600 , version 1 (03-02-2024)

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Citer

Kara R Mattioli. Measurement of Charged Hadron Distributions in Beauty and Charm Quark Tagged Jets at the Large Hadron Collider beauty Experiment. Physics [physics]. University of Michigan [Ann Arbor], 2022. English. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-04436600⟩
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