Analisis Profil Proton pada Tumbukan Foton Proton Difraktif Energi tinggi

Muhammad Raihannafi Fadhel, Dr. Chalis Setyadi, S.Si., M.Sc.; Idham Syah Alam, S.Si., M.Sc., Ph.D.

2025 | Skripsi | FISIKA

Akan dilakukan analisis pengaruh penggunaan profil proton yang berbeda terhadap hasil perhitungan tampang lintang proses produksi meson vektor pada tumbukan difraktif foton-proton energi tinggi. Model profil proton yang digunakan adalah: Gaussian, hotspot dan fungsi tangga. Digunakan penggambaran dipol untuk mendapatkan tampang lintang hamburan foton-proton sebagai fungsi amplitudo hamburan dipol. Amplitudo hamburan dipol diperoleh dari model MV yang bergantung pada impact parameter dan digunakan asumsi bahwa amplitudo hamburan bergantung pada fraksi momentum longitudinal x yang mengikuti parameterisasi GBW. Proses fitting dilakukan dengan mencari nilai terbaik dari parameter bebas chi bar dengan membandingkan model dengan data tampang lintang diferensial sebagai fungsi t pada proses produksi meson vektor J/psi dari HERA untuk kasus photoproduction. Nilai terbaik dari setiap model digunakan untuk mendeskripsikan data untuk kasus photoproduction dan electroproduction pada proses produksi meson J/psi dan rho dari data HERA dan LHC. Hasil penelitian menunjukkan bahwa perubahan distribusi muatan warna yang diwakili oleh profil proton yang berbeda akan sangat memengaruhi pola kemiringan tampang lintang diferensial dari model yang dipakai dalam mendeskripsikan data produksi meson vektor. Profil proton hotspot dan Gaussian memiliki pola yang serupa dan memberikan deskripsi yang baik terhadap data tampang lintang diferensial terhadap t, sedangkan fungsi tangga hanya bisa memberikan akurasi yang baik pada rentang 0? t ? 0,5 GeV². Prediksi photoproduction produksi meson vektor J/psi juga diberikan untuk akselerator EIC dengan memilih kasus energi pusat massa berada pada nilai ?(s)=45 GeV dan ?(s)=140 GeV untuk profil proton Gaussian dan hotspot.

The influence of using different proton profiles on the calculated cross-section results for vector meson production processes in high-energy diffractive photon-proton collisions will be analyzed. The proton profile models used are Gaussian, hotspot, and step function. The dipole picture is employed to obtain the photon-proton scattering cross-section as a function of the dipole scattering amplitude. The dipole scattering amplitude is derived from the MV model, which depends on the impact parameter, and it is assumed that the scattering amplitude depends on the longitudinal momentum fraction x following the GBW parameterization. A fitting process is performed by determining the optimal value of the free parameter chi bar by comparing the model with differential cross-section data as a function of x for the vector meson J/psi production process from HERA in the photoproduction case. The optimal values from each model are then used to describe the data for photoproduction and electroproduction in the production processes of the J/psi and rho mesons using data from HERA and LHC. The study results show that changes in the color charge distribution, represented by different proton profiles, significantly affect the slope pattern of the differential cross-section in the model used to describe vector meson production data. The hotspot and Gaussian proton profiles exhibit similar patterns and provide a good description of the differential cross-section data as a function of t. In contrast, the step function profile only achieves good accuracy within the range 0? t ? 0,5 GeV². Predictions for the photoproduction of vector meson J/psi are also provided for the EIC accelerator, considering center-of-mass energies at ?(s)= 45 GeV and ?(s)= 140 GeV for the Gaussian and hotspot proton profiles.

Kata Kunci : Hamburan difraktif, meson vektor, profil proton, photoproduction, electroproduction