Novel observables for exploring QCD collective evolution and quantum entanglement within individual jets

被引:7
作者
Baty, Austin [1 ]
Gardner, Parker [1 ]
Li, Wei [1 ]
机构
[1] Rice Univ, Dept Phys & Astron, 6100 Main St, Houston, TX 77005 USA
关键词
PLUS AU COLLISIONS; QUARK-GLUON PLASMA; P-PB COLLISIONS; NUCLEUS-NUCLEUS COLLISIONS; RANGE ANGULAR-CORRELATIONS; PROTON-LEAD COLLISIONS; LONG-RANGE; NEAR-SIDE; MULTIPLICITY DEPENDENCE; 2-PARTICLE CORRELATIONS;
D O I
10.1103/PhysRevC.107.064908
中图分类号
O57 [原子核物理学、高能物理学];
学科分类号
070202 ;
摘要
We postulate that nonperturbative quantum chromodynamics (QCD) effects occurring during parton fragmentation can result in collective effects of a multiparton system, reminiscent of those observed in high-energy hadronic or nuclear interactions with large final-state particle multiplicity. Proton-proton collisions at the CERN Large Hadron Collider showed surprising signatures of a strongly interacting, thermalized quark-gluon plasma, which was thought only to form in collisions of large nuclear systems. Another puzzle observed earlier in e+e- collisions is that production yields of various hadron species appear to follow a thermal-like distribution with a common temperature. We propose searches for thermal and collective properties resulting from parton fragmentation processes using high multiplicity jets in high-energy elementary collisions. Several novel observables are studied using the PYTHIA 8 Monte Carlo event generator. Experimental observation of such collectivity will offer a new view of nonperturbative QCD dynamics of multiparton systems at the smallest scales. Absence of any collective effects may offer new insights into the role of quantum entanglement in the observed thermal behavior of particle production in high energy collisions.
引用
收藏
页数:13
相关论文
共 84 条
[1]   Measurement of long-range multiparticle azimuthal correlations with the subevent cumulant method in pp and p plus Pb collisions with the ATLAS detector at the CERN Large Hadron Collider [J].
Aaboud, M. ;
Aad, G. ;
Abbott, B. ;
Abdinov, O. ;
Abeloos, B. ;
Abidi, S. H. ;
AbouZeid, O. S. ;
Abraham, N. L. ;
Abramowicz, H. ;
Abreu, H. ;
Abreu, R. ;
Abulaiti, Y. ;
Acharya, B. S. ;
Adachi, S. ;
Adamczyk, L. ;
Adelman, J. ;
Adersberger, M. ;
Adye, T. ;
Affolder, A. A. ;
Afik, Y. ;
Agatonovic-Jovin, T. ;
Agheorghiesei, C. ;
Aguilar-Saavedra, J. A. ;
Ahlen, S. P. ;
Ahmadov, F. ;
Aielli, G. ;
Akatsuka, S. ;
Akerstedt, H. ;
Akesson, T. P. A. ;
Akilli, E. ;
Akimov, A. V. ;
Alberghi, G. L. ;
Albert, J. ;
Albicocco, P. ;
Alconada Verzini, M. J. ;
Alderweireldt, S. C. ;
Aleksa, M. ;
Aleksandrov, I. N. ;
Alexa, C. ;
Alexander, G. ;
Alexopoulos, T. ;
Alhroob, M. ;
Ali, B. ;
Aliev, M. ;
Alimonti, G. ;
Alison, J. ;
Alkire, S. P. ;
Allbrooke, B. M. M. ;
Allen, B. W. ;
Allport, P. P. .
PHYSICAL REVIEW C, 2018, 97 (02)
[2]  
Aaboud M., 2017, Eur. Phys. J. C, V77, P428
[3]   Measurement of Azimuthal Anisotropy of Muons from Charm and Bottom Hadrons in pp Collisions at √s=13 TeV with the ATLAS Detector [J].
Aad, G. ;
Abbott, B. ;
Abbott, D. C. ;
Abud, A. ;
Abeling, K. ;
Abhayasinghe, D. K. ;
Abidi, S. H. ;
AbouZeid, O. S. ;
Abraham, N. L. ;
Abramowicz, H. ;
Abreu, H. ;
Abulaiti, Y. ;
Acharya, B. S. ;
Achkar, B. ;
Adachi, S. ;
Adam, L. ;
Bourdarios, Adam C. ;
Adamczyk, L. ;
Adamek, L. ;
Adelman, J. ;
Adersberger, M. ;
Adiguzel, A. ;
Adorni, S. ;
Adye, T. ;
Affolder, A. A. ;
Afik, Y. ;
Agapopoulou, C. ;
Agaras, M. N. ;
Aggarwal, A. ;
Agheorghiesei, C. ;
Aguilar-Saavedra, J. A. ;
Ahmadov, F. ;
Ahmed, W. S. ;
Ai, X. ;
Aielli, G. ;
Akatsuka, S. ;
Akesson, T. P. A. ;
Akilli, E. ;
Akimov, A. V. ;
Al Khoury, K. ;
Alberghi, G. L. ;
Albert, J. ;
Alconada Verzini, M. J. ;
Alderweireldt, S. ;
Aleksa, M. ;
Aleksandrov, I. N. ;
Alexa, C. ;
Alexandre, D. ;
Alexopoulos, T. ;
Alfonsi, A. .
PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2020, 124 (08)
[4]  
Aad G, 2016, EUR PHYS J C, V76, DOI 10.1140/epjc/s10052-016-4126-5
[5]   Measurements of long-range near-side angular correlations in √sNN=5TeV proton-lead collisions in the forward region [J].
Aaij, R. ;
Beteta, C. Abellan ;
Adeva, B. ;
Adinolfi, M. ;
Affolder, A. ;
Ajaltouni, Z. ;
Akar, S. ;
Albrecht, J. ;
Alessio, F. ;
Alexander, M. ;
Ali, S. ;
Alkhazov, G. ;
Cartelle, P. Alvarez ;
Alves, A. A. ;
Amato, S. ;
Amerio, S. ;
Amhis, Y. ;
An, L. ;
Anderlini, L. ;
Anderson, J. ;
Andreassi, G. ;
Andreotti, M. ;
Andrews, J. E. ;
Appleby, R. B. ;
Gutierrez, O. Aquines ;
Archilli, F. ;
d'Argent, P. ;
Artamonov, A. ;
Artuso, M. ;
Aslanides, E. ;
Auriemma, G. ;
Baalouch, M. ;
Bachmann, S. ;
Back, J. J. ;
Badalov, A. ;
Baesso, C. ;
Baldini, W. ;
Barlow, R. J. ;
Barschel, C. ;
Barsuk, S. ;
Barter, W. ;
Batozskaya, V. ;
Battista, V. ;
Bay, A. ;
Beaucourt, L. ;
Beddow, J. ;
Bedeschi, F. ;
Bediaga, I. ;
Bel, L. J. ;
Bellee, V. .
PHYSICS LETTERS B, 2016, 762 :473-483
[6]   Multiplicity dependence of pion, kaon, proton and lambda production in p-Pb collisions at √sNN=5.02 TeV [J].
Abelev, B. ;
Adam, J. ;
Adamova, D. ;
Adare, A. M. ;
Aggarwal, M. M. ;
Rinella, G. Aglieri ;
Agnello, M. ;
Agocs, A. G. ;
Agostinelli, A. ;
Ahammed, Y. Z. ;
Ahmad, N. ;
Masoodi, A. Ahmad ;
Ahmed, I. ;
Ahn, S. U. ;
Ahn, S. A. ;
Aimo, I. ;
Aiola, S. ;
Ajaz, M. ;
Akindinov, A. ;
Aleksandrov, D. ;
Alessandro, B. ;
Alexandre, D. ;
Alici, A. ;
Alkin, A. ;
Alme, J. ;
Alt, T. ;
Altini, V. ;
Altinpinar, S. ;
Altsybeev, I. ;
Alves Garcia Prado, C. ;
Andrei, C. ;
Andronic, A. ;
Anguelov, V. ;
Anielski, J. ;
Anticic, T. ;
Antinori, F. ;
Antonioli, P. ;
Aphecetche, L. ;
Appelshaeuser, H. ;
Arbor, N. ;
Arcelli, S. ;
Armesto, N. ;
Arnaldi, R. ;
Aronsson, T. ;
Arsene, I. C. ;
Arslandok, M. ;
Augustinus, A. ;
Averbeck, R. ;
Awes, T. C. ;
Azmi, M. D. .
PHYSICS LETTERS B, 2014, 728 :25-38
[7]   Long-range angular correlations of π, K and p in p-Pb collisions at √sNN=5.02 TeV [J].
Abelev, B. ;
Adam, J. ;
Adamova, D. ;
Adare, A. M. ;
Aggarwal, M. M. ;
Rinella, G. Aglieri ;
Agnello, M. ;
Agocs, A. G. ;
Agostinelli, A. ;
Ahammed, Z. ;
Ahmad, N. ;
Masoodi, A. Ahmad ;
Ahmed, I. ;
Ahn, S. A. ;
Ahn, S. U. ;
Aimo, I. ;
Aiola, S. ;
Ajaz, M. ;
Akindinov, A. ;
Aleksandrov, D. ;
Alessandro, B. ;
Alexandre, D. ;
Alici, A. ;
Alkin, A. ;
Alme, J. ;
Alt, T. ;
Altini, V. ;
Altinpinar, S. ;
Altsybeev, I. ;
Prado, C. Alves Garcia ;
Andrei, C. ;
Andronic, A. ;
Anguelov, V. ;
Anielski, J. ;
Antitle, T. ;
Antinori, F. ;
Antonioli, P. ;
Aphecetche, L. ;
Appelshaeuser, H. ;
Arbor, N. ;
Arcelli, S. ;
Armesto, N. ;
Arnaldi, R. ;
Aronsson, T. ;
Arsene, I. C. ;
Arslandok, M. ;
Augustinus, A. ;
Averbeck, R. ;
Awes, T. C. ;
Aeystoe, J. .
PHYSICS LETTERS B, 2013, 726 (1-3) :164-177
[8]   Long range rapidity correlations and jet production in high energy nuclear collisions [J].
Abelev, B. I. ;
Aggarwal, M. M. ;
Ahammed, Z. ;
Alakhverdyants, A. V. ;
Anderson, B. D. ;
Arkhipkin, D. ;
Averichev, G. S. ;
Balewski, J. ;
Barannikova, O. ;
Barnby, L. S. ;
Baudot, J. ;
Baumgart, S. ;
Beavis, D. R. ;
Bellwied, R. ;
Benedosso, F. ;
Betancourt, M. J. ;
Betts, R. R. ;
Bhasin, A. ;
Bhati, A. K. ;
Bichsel, H. ;
Bielcik, J. ;
Bielcikova, J. ;
Biritz, B. ;
Bland, L. C. ;
Bnzarov, I. ;
Bombara, M. ;
Bonner, B. E. ;
Bouchet, J. ;
Braidot, E. ;
Brandin, A. V. ;
Bruna, E. ;
Bueltmann, S. ;
Burton, T. P. ;
Bystersky, M. ;
Cai, X. Z. ;
Caines, H. ;
Sanchez, M. Calderon de la Barca ;
Catu, O. ;
Cebra, D. ;
Cendejas, R. ;
Cervantes, M. C. ;
Chajecki, Z. ;
Chaloupka, P. ;
Chattopadhyay, S. ;
Chen, H. F. ;
Chen, J. H. ;
Chen, J. Y. ;
Cheng, J. ;
Cherney, M. ;
Chikanian, A. .
PHYSICAL REVIEW C, 2009, 80 (06)
[9]   Long-range angular correlations on the near and away side in p-Pb collisions at √SNN=5.02 TeV [J].
Abelev, Betty ;
Adam, Jaroslav ;
Adamova, Dagmar ;
Adare, Andrew Marshall ;
Aggarwal, Madan ;
Rinella, Gianluca Aglieri ;
Agnello, Michelangelo ;
Agocs, Andras Gabor ;
Agostinelli, Andrea ;
Ahammed, Zubayer ;
Ahmad, Nazeer ;
Ahmad, Arshad ;
Ahn, Sul-Ah ;
Ahn, Sang Un ;
Ajaz, Muhammad ;
Akindinov, Alexander ;
Aleksandrov, Dmitry ;
Alessandro, Bruno ;
Alici, Andrea ;
Alkin, Anton ;
Almaraz Avina, Erick Jonathan ;
Alme, Johan ;
Alt, Torsten ;
Altini, Valerio ;
Altinpinar, Sedat ;
Altsybeev, Igor ;
Andrei, Cristian ;
Andronic, Anton ;
Anguelov, Venelin ;
Anielski, Jonas ;
Anson, Christopher Daniel ;
Anticic, Tome ;
Antinori, Federico ;
Antonioli, Pietro ;
Aphecetche, Laurent Bernard ;
Appelshauser, Harald ;
Arbor, Nicolas ;
Arcelli, Silvia ;
Arend, Andreas ;
Armesto, Nestor ;
Arnaldi, Roberta ;
Aronsson, Tomas Robert ;
Arsene, Ionut Cristian ;
Arslandok, Mesut ;
Asryan, Andzhey ;
Augustinus, Andre ;
Averbeck, Ralf Peter ;
Awes, Terry ;
Aysto, Juha Heikki ;
Azmi, Mohd Danish .
PHYSICS LETTERS B, 2013, 719 (1-3) :29-41
[10]   Two-particle azimuthal correlations as a probe of collective behaviour in deep inelastic ep scattering at HERA [J].
Abt, I ;
Adamczyk, L. ;
Aggarwal, R. ;
Aushev, V ;
Behnke, O. ;
Behrens, U. ;
Bertolin, A. ;
Bloch, I ;
Brock, I ;
Brook, N. H. ;
Brugnera, R. ;
Bruni, A. ;
Bussey, P. J. ;
Caldwell, A. ;
Capua, M. ;
Catterall, C. D. ;
Chwastowski, J. ;
Ciborowski, J. ;
Ciesielski, R. ;
Cooper-Sarkar, A. M. ;
Corradi, M. ;
Dementiev, R. K. ;
Dusini, S. ;
Ferrando, J. ;
Floerchinger, S. ;
Foster, B. ;
Gallo, E. ;
Gangadharan, D. ;
Garfagnini, A. ;
Geiser, A. ;
Gladilin, L. K. ;
Golubkov, Yu A. ;
Grzelak, G. ;
Gwenlan, C. ;
Hochman, D. ;
Jomhari, N. Z. ;
Kadenko, I ;
Kananov, S. ;
Karshon, U. ;
Kaur, P. ;
Klanner, R. ;
Klein, U. ;
Korzhavina, I. A. ;
Kovalchuk, N. ;
Kowalski, H. ;
Kuprash, O. ;
Kuze, M. ;
Levchenko, B. B. ;
Levy, A. ;
Loehr, B. .
JOURNAL OF HIGH ENERGY PHYSICS, 2020, 2020 (04)