STAR 实验中超周边重离子碰撞的电子-正电子产生

本论文测量了 RHIC 上金-金超周边碰撞中纯电磁产生 $e^+e^-$ 对并伴随相互核库仑激发 $AuAu\to Au^*Au^*+e^+e^-$ 的截面，质心系碰撞能量为每核子 $\sqrt{s_{NN}} = 200$ GeV。通过零度量热计探测激发金离子发射的中子来选择这些反应。$e^+e^-$ 事件中的带电径迹由 STAR 时间投影室重建。探测器接收度限制了观测到的 $e^+e^-$ 对的运动学范围；因此，使用蒙特卡罗模拟将测量截面外推到 $4\pi$。我们基于等效光子近似、两个实光子产生 $e^+e^-$ 对的最低阶 QED 截面以及相互核激发与 $e^+e^-$ 产生相互独立的假设，开发了 RHIC 超周边 $e^+e^-$ 产生的蒙特卡罗模拟（EPA 模型）。我们将实验结果与两个模型进行比较：EPA 模型和考虑光子虚度的完整 QED 计算模型。测得的微分截面 $d\sigma /dM_{inv}$（$M_{inv}$ -- $e^+e^-$ 不变质量）与两个理论模型均吻合良好。测得的微分截面 $d\sigma /dp_{\perp}^{tot}$（$p_{\perp}^{tot}$ -- $e^+e^-$ 总横动量）更倾向于完整 QED 计算而非 EPA 模型。