Associated multiplicities in μ-pair events at the ISR

Summary

A study of the dependence of the charged hadronic multiplicity 〈n _ch〉 in μ-pair events on the dynamic parameters of the dimuon (dimuon massm and transverse momentump _T, and total hadronic energyM _h) is presented for proton-proton collisions at √s=63 and 44 GeV. The full data collected in the R209 experiment at the ISR is used. With respect to already published data at √s=63 GeV, the present work has about a factor of four more statistics and includes data at two energies. In addition, we have corrected the data for background and we present absolute multiplicities. J/ψ events (m<4.5 GeV/c²) and Drell-Yan events (m>4.5 GeV/c²) are studied separately, since the production dynamics is expected to be different in the two cases. 〈n _ch〉 is found to decrease slowly with increasingm and to be rather insensitive toM _h. On the other hand, 〈n _ch〉 grows withp _T in a different way in J/ψ and Drell-Yan events. The effect might be indicative of a low-multiplicity jet recoiling against the dimuon in J/ψ events. A model analysis of thep _T distribution of the pair in the transverse event plane is reported, showing that a possible contamination of μ-pairs from c$\bar c$ semileptonic decays should be small at all masses.

Riassunto

Si presenta uno studio nell’urto protone-protone a √s=63 e 44 GeV della dipendenza della molteplicità carica adronica, in eventi di produzione di coppie di μ, da parametri dinamici del dimuone (massam e impulso trasversop _T del dimuone, ed energia totale adronicaM _h). Sono utilizzati tutti i dati raccolti nell’esperimento R209 agli ISR. In confronto ai dati già pubblicati a √s=63 GeV, questo lavoro ha una statistica circa quattro volte maggiore e comprende dati a due energie. In piú, abbiamo sottratto il fondo dai dati e presentiamo molteplicità assolute. Vengono studiati separatamente gli eventi J/ψ (m<4.5 GeV/c²), e gli eventi Drell-Yan (m>4.5 GeV/c²), poiché ci si aspetta che la dinamica di produzione sia diversa nei due casi. Si trova che 〈n _ch〉 diminuisce lentamente al crescere dim ed è sostanzialmente insensibile aM _h. D’altro canto, 〈n _ch〉 aumenta conp _T in modo diverso negli eventi J/ψ e Drell-Yan. L’effetto potrebbe stare ad indicare l’esistenza di un getto di bassa molteplicità rinculante contro il dimuone. Si descrive un’analisi modellistica della distribuzione inp _T della coppia nel piano trasverso dell’evento, la quale mostra che una possibile contaminazione di coppie di μ da decadimento semileptonico di c$\bar c$ dovrebbe essere piccola a tutte le masse.

Реэюме

Исследуется эависимость множественности эаряжнных адронов 〈n3ap〉 в димюонных событиях от динамических параметров димюнна (массы димюона т, поперечного импульса р_Т и полной знергии адронов М_h) в протон-протонных соударениях при √s = 63 и 44 ГзВ. Испольэуются данные, полученные в зксперименте R209 на ISR. По сравнению с опубликованными данными при √s=63ГзВ, в зтой работе улучщена статистика более чем в четыре раэа и приводятся данные для двух знергий. Кроме того, приводятся данные для фона и абсолютные множественности. Отдельно исследуются 1/ψ события (т< 4.5 ГзВ) и события Дрелла-Яна (т > 4.5 ГзВ), т.к. ожидается, что динамика рождения является раэличной в двух случаях. Получено, что 〈n_эар〉 медленно уменьщается при увеличении т и является нечувствительной к М_h. С другой стороны, 〈n_эар〉 увеличивается сpt раэличным обраэом для ]/ψ событий и событий Дрелла-Яна. Рассмотренный зффект может быть покаэательным для струи с ниэкой множественностью при отдаче димюона в J/ψ событиях. Проводится модельный аналиэ распределения рТ для пары в поперечной плоскости событий. Покаэывается, что при всех массах воэможное эагряэнение -пар от c$\bar c$ полулептонных распадов должно быть малым.