Abstract
In this letter, measurements of the shared momentum fraction (zg) and the groomed jet radius (Rg), as defined in the SoftDrop algorithm, are reported in p+p collisions at s=200 GeV collected by the STAR experiment. These substructure observables are differentially measured for jets of varying resolution parameters from R=0.2−0.6 in the transverse momentum range 15<pT,jet<60 GeV/c. These studies show that, in the pT,jet range accessible at s=200 GeV and with increasing jet resolution parameter and jet transverse momentum, the zg distribution asymptotically converges to the DGLAP splitting kernel for a quark radiating a gluon. The groomed jet radius measurements reflect a momentum-dependent narrowing of the jet structure for jets of a given resolution parameter, i.e., the larger the pT,jet, the narrower the first splitting. For the first time, these fully corrected measurements are compared to Monte Carlo generators with leading order QCD matrix elements and leading log in the parton shower, and to state-of-the-art theoretical calculations at next-to-leading-log accuracy. We observe that PYTHIA 6 with parameters tuned to reproduce RHIC measurements is able to quantitatively describe data, whereas PYTHIA 8 and HERWIG 7, tuned to reproduce LHC data, are unable to provide a simultaneous description of both zg and Rg, resulting in opportunities for fine parameter tuning of these models for p+p collisions at RHIC energies. We also find that the theoretical calculations without non-perturbative corrections are able to qualitatively describe the trend in data for jets of large resolution parameters at high pT,jet, but fail at small jet resolution parameters and low jet transverse momenta.
Original language | English |
---|---|
Article number | 135846 |
Journal | Physics Letters, Section B: Nuclear, Elementary Particle and High-Energy Physics |
Volume | 811 |
DOIs | |
State | Published - Dec 10 2020 |
Bibliographical note
Publisher Copyright:© 2020 The Author(s)
Keywords
- Groomed jet radius
- Jet substructure
- SoftDrop
- Splitting function
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- Nuclear and High Energy Physics
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In: Physics Letters, Section B: Nuclear, Elementary Particle and High-Energy Physics, Vol. 811, 135846, 10.12.2020.
Research output: Contribution to journal › Article › peer-review
TY - JOUR
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N1 - Publisher Copyright: © 2020 The Author(s)
PY - 2020/12/10
Y1 - 2020/12/10
N2 - In this letter, measurements of the shared momentum fraction (zg) and the groomed jet radius (Rg), as defined in the SoftDrop algorithm, are reported in p+p collisions at s=200 GeV collected by the STAR experiment. These substructure observables are differentially measured for jets of varying resolution parameters from R=0.2−0.6 in the transverse momentum range 15T,jet<60 GeV/c. These studies show that, in the pT,jet range accessible at s=200 GeV and with increasing jet resolution parameter and jet transverse momentum, the zg distribution asymptotically converges to the DGLAP splitting kernel for a quark radiating a gluon. The groomed jet radius measurements reflect a momentum-dependent narrowing of the jet structure for jets of a given resolution parameter, i.e., the larger the pT,jet, the narrower the first splitting. For the first time, these fully corrected measurements are compared to Monte Carlo generators with leading order QCD matrix elements and leading log in the parton shower, and to state-of-the-art theoretical calculations at next-to-leading-log accuracy. We observe that PYTHIA 6 with parameters tuned to reproduce RHIC measurements is able to quantitatively describe data, whereas PYTHIA 8 and HERWIG 7, tuned to reproduce LHC data, are unable to provide a simultaneous description of both zg and Rg, resulting in opportunities for fine parameter tuning of these models for p+p collisions at RHIC energies. We also find that the theoretical calculations without non-perturbative corrections are able to qualitatively describe the trend in data for jets of large resolution parameters at high pT,jet, but fail at small jet resolution parameters and low jet transverse momenta.
AB - In this letter, measurements of the shared momentum fraction (zg) and the groomed jet radius (Rg), as defined in the SoftDrop algorithm, are reported in p+p collisions at s=200 GeV collected by the STAR experiment. These substructure observables are differentially measured for jets of varying resolution parameters from R=0.2−0.6 in the transverse momentum range 15T,jet<60 GeV/c. These studies show that, in the pT,jet range accessible at s=200 GeV and with increasing jet resolution parameter and jet transverse momentum, the zg distribution asymptotically converges to the DGLAP splitting kernel for a quark radiating a gluon. The groomed jet radius measurements reflect a momentum-dependent narrowing of the jet structure for jets of a given resolution parameter, i.e., the larger the pT,jet, the narrower the first splitting. For the first time, these fully corrected measurements are compared to Monte Carlo generators with leading order QCD matrix elements and leading log in the parton shower, and to state-of-the-art theoretical calculations at next-to-leading-log accuracy. We observe that PYTHIA 6 with parameters tuned to reproduce RHIC measurements is able to quantitatively describe data, whereas PYTHIA 8 and HERWIG 7, tuned to reproduce LHC data, are unable to provide a simultaneous description of both zg and Rg, resulting in opportunities for fine parameter tuning of these models for p+p collisions at RHIC energies. We also find that the theoretical calculations without non-perturbative corrections are able to qualitatively describe the trend in data for jets of large resolution parameters at high pT,jet, but fail at small jet resolution parameters and low jet transverse momenta.
KW - Groomed jet radius
KW - Jet substructure
KW - SoftDrop
KW - Splitting function
UR - http://www.scopus.com/inward/record.url?scp=85095685198&partnerID=8YFLogxK
UR - http://www.scopus.com/inward/citedby.url?scp=85095685198&partnerID=8YFLogxK
U2 - 10.1016/j.physletb.2020.135846
DO - 10.1016/j.physletb.2020.135846
M3 - Article
AN - SCOPUS:85095685198
SN - 0370-2693
VL - 811
JO - Physics Letters, Section B: Nuclear, Elementary Particle and High-Energy Physics
JF - Physics Letters, Section B: Nuclear, Elementary Particle and High-Energy Physics
M1 - 135846
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