高能 $pp$ 碰撞中强子产生的单一非广延 $p_T$ 分布的可能启示

中心快度区 $pp$ 碰撞中的多粒子产生过程通常被认为分为独立的“软”成分和“硬”成分。前者由低 $p_T$ 区域的指数型（类热）横向动量谱描述，其尺度参数 $T$ 与强子化系统的温度相关；后者由高 $p_T$ 区域的幂律型横向动量分布支配，其幂指数 $n$ 与部分子间的硬散射相关。我们表明，硬散射积分可以近似为一个包含尺度参数 $T$ 和幂指数 $n=1/(q -1)$ 的准幂律非广延分布，其中 $q$ 为非广延性参数。我们证明，目前在 LHC 实验中心快度区可测量的整个横向动量区域（其中观测到的截面变化幅度低至低 $p_T$ 区域达 14 个数量级）可以由单一的非广延分布充分描述。这些结果表明了硬散射强子产生过程的主导地位，以及在高能 $pp$ 碰撞中心快度区整个 $p_T$ 范围内 $p_T$ 谱的“无毛”统计力学描述的近似有效性。