Espalhamento duplo de pártons em colisões ultraperiféricas envolvendo fótons do alvo

Abstract

Neste trabalho estudaremos o duplo espalhamento partônico (DPS) em colisão ultraperiférica (UPC). Com algumas ferramentas essenciais da física de altas energias em mãos, faremos uma breve revisão sobre colisões ultraperiféricas, incluindo o método de Weizsäcker?Williams para obter o fluxo de fótons dos hádrons colidentes. Especificamente, obteremos expressões para o próton e para o núcleo, além de obtermos suas distribuições de glúons, em parâmetro de impacto. Revisaremos, brevemente, o que sabemos sobre DPS em colisões centrais e veremos, em especial, como trabalhar esse tipo de espalhamento em UPCs. A partir de tais investigações, vamos propor duas produções: a de cc¯l ¯ l em colisão núcleo?núcleo (AA) e a de J/?µ + µ - em colisão núcleo?próton Ap. Para estas, vamos explorar as distribuições de fótons dos alvos, ou seja, núcleo e próton, respectivamente. Também, vamos construir uma ?Fórmula de Bolso? para cada proposta, definindo uma seção de choque efetiva e calculando a produção DPS para os estados finais em questão. Medidas futuras dos observáveis propostos contribuirão para o entendimento da estrutura dos hádrons, principalmente das possíveis correlações entre fótons e glúons.

Abstract: In this work, we study double parton scattering (DPS) in ultraperipheral collisions (UPCs). With some essential tools from high-energy physics at hand, we first provide a brief review of ultraperipheral collisions, including the Weizsäcker?Williams method to obtain the photon flux from the colliding hadrons. Specifically, we derive expressions for the proton and for the nucleus, as well as their gluon distributions in impact parameter space. We then briefly review what is known about DPS in central collisions and, in particular, how to address this type of scattering in UPCs. Based on these considerations, we propose two production processes: cc¯l ¯ l in nucleus?nucleus (AA) collisions and J/?µ + µ - in nucleus?proton (Ap) collisions. For these cases, we explore the photon distributions of the target, i.e., the nucleus and the proton, respectively. Furthermore, we construct a ?Pocket Formula? for each proposal, defining an effective cross section and calculating the DPS production for the corresponding final states. Future measurements of the proposed observables will contribute to the understanding of hadron structure, especially of the possible correlations between photons and gluons.