Skip to main content

Heavy Flavor Production off Protons and in a Nuclear Environment

  • Part III Production of Heavy Flavors
  • Chapter
  • First Online:
Heavy Quark Physics

Part of the book series: Lecture Notes in Physics ((LNP,volume 647))

Abstract

These lectures present an overview of the current status of the QCD based phenomenology for open and hidden heavy flavor production at high energies. A unified description based on the light-cone color-dipole approach is employed in all cases. A good agreement with available data is achieved without fitting to the data to be explained, and nontrivial predictions for future experiments are made. The key phenomena under discussion are: (i) formation of the wave function of a heavy quarkonium; (ii) quantum interference and coherence length effects; (iii) Landau-Pomeranchuk suppression of gluon radiation leading to gluon shadowing and nuclear suppression of heavy flavors; (iv) higher twist shadowing related to the finite size of heavy quark dipoles; (v) higher twist corrections to the leading twist gluon shadowing making it process dependent.

This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.

Access this chapter

Institutional subscriptions

Preview

Unable to display preview. Download preview PDF.

Unable to display preview. Download preview PDF.

References

  • 1. J. Hüfner, Y. P. Ivanov, B. Z. Kopeliovich and A. V. Tarasov, Phys. Rev. D 62, 094022 (2000) [arXiv:hep-ph/0007111].

    Google Scholar 

  • 2. B. Kopeliovich, A. Tarasov and J. Hüfner, Nucl. Phys. A 696, 669 (2001) [arXiv:hep-ph/0104256].

    Google Scholar 

  • 3. Y. P. Ivanov, B. Z. Kopeliovich, A. V. Tarasov and J. Hüfner, Phys. Rev. C 66, 024903 (2002) [arXiv:hep-ph/0202216].

    Google Scholar 

  • 4. B. Z. Kopeliovich and A. V. Tarasov, Nucl. Phys. A 710, 180 (2002) [arXiv:hep-ph/0205151].

    Google Scholar 

  • 5. J. Raufeisen and J. C. Peng, Phys. Rev. D 67, 054008 (2003) [arXiv:hep-ph/0211422].

    Google Scholar 

  • 6. J. Raufeisen, J. C. Peng and G. C. Nayak, Phys. Rev. D 66, 034024 (2002) [arXiv:hep-ph/0204095]; B. Z. Kopeliovich, J. Raufeisen and A. V. Tarasov, Phys. Lett. B 503, 91 (2001) [arXiv:hep-ph/0012035].

    Google Scholar 

  • 7. S. Gavin, P. L. McGaughey, P. V. Ruuskanen and R. Vogt, Phys. Rev. C 54, 2606 (1996).

    Google Scholar 

  • 8. K. J. Eskola, V. J. Kolhinen and R. Vogt, Nucl. Phys. A 696, 729 (2001) [arXiv:hep-ph/0104124].

    Google Scholar 

  • 9. L. V. Gribov, E. M. Levin and M. G. Ryskin, Nucl. Phys. B 188, 555 (1981); Phys. Rept. 100, 1 (1983); A. H. Mueller and J. w. Qiu, Nucl. Phys. B 268, 427 (1986).

    Google Scholar 

  • 10. D. E. Kharzeev and J. Raufeisen, AIP Conference Proceedings, PASI 2002, Campos do Jordao, New states of matter in hadronic interactions Vol. 631, Issue 1, pp. 27-69 [arXiv:nucl-th/0206073].

    Google Scholar 

  • 11. C. Gerschel and J. Hüfner, Ann. Rev. Nucl. Part. Sci. 49, 255 (1999) [arXiv:hep-ph/9802245]; R. Vogt, Phys. Rept. 310, 197 (1999).

    Google Scholar 

  • 12. T. Matsui and H. Satz, Phys. Lett. B 178, 416 (1986).

    Google Scholar 

  • 13. A. B. Zamolodchikov, B. Z. Kopeliovich and L. I. Lapidus, JETP Lett. 33, 595 (1981) [Pisma Zh. Eksp. Teor. Fiz. 33, 612 (1981)].

    Google Scholar 

  • 14. B. Blaettel, G. Baym, L. L. Frankfurt and M. Strikman, Phys. Rev. Lett. 70, 896 (1993); L. L. Frankfurt, A. Radyushkin and M. Strikman, Phys. Rev. D 55, 98 (1997) [hep-ph/9610274].

    Google Scholar 

  • 15. B. Z. Kopeliovich, proc. of the workshop Dynamical Properties of Hadrons in Nuclear Matter, Hirschegg, January 16 – 21, 1995, ed. by H. Feldmeyer and W. Nörenberg, Darmstadt, 1995, p. 102 (hep-ph/9609385).

    Google Scholar 

  • 16. S. Catani, M. Ciafaloni and F. Hautmann, Nucl. Phys. B 366, 135 (1991); J. Kwiecinski, A. D. Martin and A. M. Stasto, Phys. Rev. D 56, 3991 (1997) [arXiv:hep-ph/9703445]; C. B. Mariotto, M. B. Gay Ducati and M. V. Machado, Phys. Rev. D 66, 114013 (2002) [arXiv:hep-ph/0208155].

    Google Scholar 

  • 17. M. Abramowitz and I. A. Stegun (eds.), Handbook of Mathematical Functions, Dover Publications Inc., New York, NY, 1972.

    Google Scholar 

  • 18. A.H. Mueller, Nucl. Phys. B 558, 285 (1999) [arXiv:hep-ph/9904404].

    Google Scholar 

  • 19. J. B. Kogut and D. E. Soper, Phys. Rev. D 1, 2901 (1970).

    Google Scholar 

  • 20. J. D. Bjorken, J. B. Kogut and D. E. Soper, Phys. Rev. D 3, 1382 (1971).

    Google Scholar 

  • 21. N. N. Nikolaev and B. G. Zakharov, J. Exp. Theor. Phys. 78, 598 (1994) [Zh. Eksp. Teor. Fiz. 105, 1117 (1994)].

    Google Scholar 

  • 22. G. Bertsch, S. J. Brodsky, A. S. Goldhaber and J. F. Gunion, Phys. Rev. Lett. 47, 297 (1981).

    Google Scholar 

  • 23. S. J. Brodsky and A. H. Mueller, Phys. Lett. B 206, 685 (1988).

    Google Scholar 

  • 24. E. A. Kuraev, L. N. Lipatov and V. S. Fadin, Sov. Phys. JETP 45, 199 (1977) [Zh. Eksp. Teor. Fiz. 72, 377 (1977)]; I. I. Balitsky and L. N. Lipatov, Sov. J. Nucl. Phys. 28, 822 (1978) [Yad. Fiz. 28, 1597 (1978)].

    Google Scholar 

  • 25. V. S. Fadin and L. N. Lipatov, Phys. Lett. B 429, 127 (1998); M. Ciafaloni and G. Camici, Phys. Lett. B 430, 349 (1998).

    Google Scholar 

  • 26. A. Bialas, H. Navelet and R. Peschanski, Nucl. Phys. B 593, 438 (2001) [arXiv:hep-ph/0009248].

    Google Scholar 

  • 27. H. I. Miettinen and J. Pumplin, Phys. Rev. D 18, 1696 (1978).

    Google Scholar 

  • 28. K. Golec-Biernat and M. Wüsthoff, Phys. Rev. D 59, 014017 (1999) [hep-ph/9807513]; Phys. Rev. D 60, 114023 (1999) [hep-ph/9903358].

    Google Scholar 

  • 29. B. Z. Kopeliovich, A. Schäfer and A. V. Tarasov, Phys. Rev. D 62, 054022 (2000) [arXiv:hep-ph/9908245].

    Google Scholar 

  • 30. M. G. Ryskin, R. G. Roberts, A. D. Martin and E. M. Levin, Z. Phys. C 76, 231 (1997) [arXiv:hep-ph/9511228].

    Google Scholar 

  • 31. J. J. Aubert et al., Phys. Rev. Lett. 33, 1404 (1974); J. E. Augustin et al., Phys. Rev. Lett. 33, 1406 (1974).

    Google Scholar 

  • 32. J. Hüfner and B. Z. Kopeliovich, Phys. Lett. B 445, 223 (1998) [arXiv:hep-ph/9809300].

    Google Scholar 

  • 33. B. Z. Kopeliovich and B. G. Zakharov, Phys. Rev. D 44, 3466 (1991).

    Google Scholar 

  • 34. W. Lucha and F. F. Schoberl, Int. J. Mod. Phys. C 10, 607 (1999) [arXiv:hep-ph/9811453].

    Google Scholar 

  • 35. E. Eichten, K. Gottfried, T. Kinoshita, K. D. Lane and T. M. Yan, Phys. Rev. D 17, 3090 (1978) [Erratum-ibid. D 21, 313 (1980)]; E. Eichten, K. Gottfried, T. Kinoshita, K. D. Lane and T. M. Yan, Phys. Rev. D 21, 203 (1980).

    Google Scholar 

  • 36. W. Buchmüller and S. H. Tye, Phys. Rev. D 24, 132 (1981).

    Google Scholar 

  • 37. C. Quigg and J. L. Rosner, Phys. Lett. B 71, 153 (1977).

    Google Scholar 

  • 38. A. Martin, Phys. Lett. B 93, 338 (1980).

    Google Scholar 

  • 39. O. Benhar, B. Z. Kopeliovich, C. Mariotti, N. N. Nikolaev and B. G. Zakharov, Phys. Rev. Lett. 69, 1156 (1992).

    Google Scholar 

  • 40. M. V. Terentev, Sov. J. Nucl. Phys. 24, 106 (1976) [Yad. Fiz. 24, 207 (1976)].

    Google Scholar 

  • 41. P. Hoyer and S. Peigne, Phys. Rev. D 61, 031501 (2000).

    Google Scholar 

  • 42. K. Suzuki, A. Hayashigaki, K. Itakura, J. Alam and T. Hatsuda, Phys. Rev. D 62, 031501 (2000) [arXiv:hep-ph/0005250].

    Google Scholar 

  • 43. H. J. Melosh, Phys. Rev. D 9, 1095 (1974); W. Jaus, Phys. Rev. D 41, 3394 (1990).

    Google Scholar 

  • 44. M. G. Ryskin, Z. Phys. C 57, 89 (1993).

    Google Scholar 

  • 45. S. J. Brodsky, L. Frankfurt, J. F. Gunion, A. H. Mueller and M. Strikman, Phys. Rev. D 50, 3134 (1994) [arXiv:hep-ph/9402283]; L.L. Frankfurt, W. Koepf and M.I. Strikman, Phys. Rev. D 54 3194 (1996).

    Google Scholar 

  • 46. J. Nemchik, N. N. Nikolaev, E. Predazzi and B. G. Zakharov, Z. Phys. C 75, 71 (1997) [arXiv:hep-ph/9605231].

    Google Scholar 

  • 47. C. Adloff et al. [H1 Collaboration], Phys. Lett. B 483, 23 (2000) [arXiv:hep-ex/0003020].

    Google Scholar 

  • 48. E401 Collab., M. Binkley et al., Phys. Rev. Lett. 48 73 (1982).

    Google Scholar 

  • 49. E516 Collab., B. H. Denby et al., Phys. Rev. Lett. 52 795 (1984).

    Google Scholar 

  • 50. J. Breitweg et al. [ZEUS Collaboration], Z. Phys. C 75, 215 (1997) [arXiv:hep-ex/9704013].

    Google Scholar 

  • 51. J. Hüfner, B. Kopeliovich and A. B. Zamolodchikov, Z. Phys. A 357, 113 (1997) [arXiv:nucl-th/9607033].

    Google Scholar 

  • 52. S. J. Brodsky and M. Karliner, Phys. Rev. Lett. 78, 4682 (1997) [arXiv:hep-ph/9704379].

    Google Scholar 

  • 53. N. Armesto, A. Capella, A. B. Kaidalov, J. Lopez-Albacete and C. A. Salgado, arXiv:hep-ph/0304119.

    Google Scholar 

  • 54. B. Z. Kopeliovich, J. Raufeisen, A. V. Tarasov and M. B. Johnson, Phys. Rev. C 67, 014903 (2003) [arXiv:hep-ph/0110221].

    Google Scholar 

  • 55. B. Z. Kopeliovich, J. Nemchik, N. N. Nikolaev and B. G. Zakharov, Phys. Lett. B 324, 469 (1994) [arXiv:hep-ph/9311237].

    Google Scholar 

  • 56. B. Z. Kopeliovich, J. Raufeisen and A. V. Tarasov, Phys. Lett. B 440, 151 (1998) [arXiv:hep-ph/9807211]; J. Raufeisen, A. V. Tarasov and O. O. Voskresenskaya, Eur. Phys. J. A 5, 173 (1999) [arXiv:hep-ph/9812398].

    Google Scholar 

  • 57. V.N. Gribov, Sov. Phys. JETP 29, 483 (1969) [Zh. Eksp. Teor. Fiz. 56, 892 (1969)].

    Google Scholar 

  • 58. B. Z. Kopeliovich, J. Raufeisen and A. V. Tarasov, Phys. Rev. C 62, 035204 (2000) [arXiv:hep-ph/0003136].

    Google Scholar 

  • 59. N. N. Nikolaev, G. Piller and B. G. Zakharov, J. Exp. Theor. Phys. 81 (1995) 851 [Zh. Eksp. Teor. Fiz. 108 (1995) 1554] [arXiv:hep-ph/9412344]; Z. Phys. A 354, 99 (1996) [arXiv:hep-ph/9511384].

    Google Scholar 

  • 60. P. Nason, S. Dawson and R. K. Ellis, Nucl. Phys. B 303, 607 (1988).

    Google Scholar 

  • 61. P. Nason, S. Dawson and R. K. Ellis, Nucl. Phys. B 327, 49 (1989) [Erratum-ibid. B 335, 260 (1990)].

    Google Scholar 

  • 62. M.L. Mangano, P. Nason and G. Ridolfi, Nucl. Phys. B 373, 295 (1992).

    Google Scholar 

  • 63. J. Bartels, K. Golec-Biernat and H. Kowalski, Phys. Rev. D 66, 014001 (2002) [arXiv:hep-ph/0203258].

    Google Scholar 

  • 64. M. Glück, E. Reya and A. Vogt, Eur. Phys. J. C 5, 461 (1998) [arXiv:hep-ph/9806404].

    Google Scholar 

  • 65. K. Kodama et al. [Fermilab E653 Collaboration], Phys. Lett. B 263, 573 (1991); R. Ammar et al., Phys. Rev. Lett. 61, 2185 (1988); M. Aguilar-Benitez et al. [LEBC-EHS Collaboration], Z. Phys. C 40, 321 (1988); G. A. Alves et al. [E769 Collaboration], Phys. Rev. Lett. 77, 2388 (1996) [Erratum-ibid. 81, 1537 (1998)]; S. Barlag et al. [ACCMOR Collaboration], Z. Phys. C 39, 451 (1988).

    Google Scholar 

  • 66. K. Adcox et al. [PHENIX Collaboration], Phys. Rev. Lett. 88, 192303 (2002) [arXiv:nucl-ex/0202002].

    Google Scholar 

  • 67. R. Vogt, arXiv:hep-ph/0203151.

    Google Scholar 

  • 68. A. Donnachie and P. V. Landshoff, Phys. Lett. B 296, 227 (1992) [arXiv:hep-ph/9209205].

    Google Scholar 

  • 69. D. M. Jansen et al. [E789 Collaboration], Phys. Rev. Lett. 74, 3118 (1995).

    Google Scholar 

  • 70. T. Alexopoulos et al. [E771 Collaboration], Phys. Rev. Lett. 82, 41 (1999).

    Google Scholar 

  • 71. I. Abt et al. [HERA-B Collaboration], arXiv:hep-ex/0205106.

    Google Scholar 

  • 72. R. Bonciani, S. Catani, M. L. Mangano and P. Nason, Nucl. Phys. B 529, 424 (1998) [arXiv:hep-ph/9801375]; N. Kidonakis, E. Laenen, S. Moch and R. Vogt, Phys. Rev. D 64, 114001 (2001) [arXiv:hep-ph/0105041].

    Google Scholar 

  • 73. E789 Collaboration, M.J. Leitch et al., Phys. Rev. Lett. 72 2542 (1994).

    Google Scholar 

  • 74. E769 Collaboration, G.A. Alves et al., Phys. Rev. Lett. 70 722 (1993).

    Google Scholar 

  • 75. WA82 Collaboration, M. Adamovich et al., Phys. Lett. B 284 453 (1992).

    Google Scholar 

  • 76. NMC Coll., M. Arneodo et al., Nucl. Phys. B 481 23 (1996).

    Google Scholar 

  • 77. The E772 Collaboration, D.M. Alde et al, Phys. Rev. Lett. 64 2479 (1990).

    Google Scholar 

  • 78. K. J. Eskola, V. J. Kolhinen and P. V. Ruuskanen, Nucl. Phys. B 535, 351 (1998) [arXiv:hep-ph/9802350]; K. J. Eskola, V. J. Kolhinen and C. A. Salgado, Eur. Phys. J. C 9, 61 (1999) [arXiv:hep-ph/9807297].

    Google Scholar 

  • 79. M. Hirai, S. Kumano and M. Miyama, Phys. Rev. D 64, 034003 (2001) [arXiv:hep-ph/0103208].

    Google Scholar 

  • 80. K.J. Eskola, H. Honkanen, V.J. Kolhinen, C.A. Salgado, hep-ph/0201256.

    Google Scholar 

  • 81. Phys. Lett. B 503, 91 (2001) [arXiv:hep-ph/0012035]; M. A. Betemps, M. B. Gay Ducati and M. V. Machado, Phys. Rev. D 66, 014018 (2002) [arXiv:hep-ph/0111473]; M. A. Betemps, M. B. Ducati, M. V. Machado and J. Raufeisen, arXiv:hep-ph/0303100.

    Google Scholar 

  • 82. S. J. Brodsky, A. Hebecker and E. Quack, Phys. Rev. D 55, 2584 (1997) [arXiv:hep-ph/9609384].

    Google Scholar 

  • 83. B. Z. Kopeliovich, A. V. Tarasov and A. Schäfer, Phys. Rev. C 59, 1609 (1999) [extended version in hep-ph/9808378].

    Google Scholar 

  • 84. M. B. Johnson, B. Z. Kopeliovich and A. V. Tarasov, Phys. Rev. C 63, 035203 (2001) [arXiv:hep-ph/0006326]; J. Raufeisen, Phys. Lett. B 557, 184 (2003) [arXiv:hep-ph/0301052].

    Google Scholar 

  • 85. L. McLerran and R. Venugopalan, Phys. Rev. D 49, 2233 (1994); 49, 3352 (1994); 49, 2225 (1994).

    Google Scholar 

  • 86. A.H. Mueller, Parton saturation: an overview, hep-ph/0111244.

    Google Scholar 

  • 87. L.D.Landau, I.Ya.Pomeranchuk, ZhETF 24 (1953) 505, L.D.Landau, I.Ya.Pomeranchuk, Doklady AN SSSR 92 (1953) 535, 735 E.L.Feinberg, I.Ya.Pomeranchuk, Doklady AN SSSR 93 (1953) 439, I.Ya.Pomeranchuk, Doklady AN SSSR 96 (1954) 265, I.Ya.Pomeranchuk, Doklady AN SSSR 96 (1954) 481, E.L.Feinberg, I.Ya.Pomeranchuk, Nuovo Cim. Suppl. 4 (1956) 652.

    Google Scholar 

  • 88. A.H. Mueller, Nucl. Phys. B335 (1990) 115; Nucl. Phys. B 558, 285 (1999) [arXiv:hep-ph/9904404].

    Google Scholar 

  • 89. M. Arneodo, Phys. Rep. 240 301 (1994).

    Google Scholar 

  • 90. M. B. Johnson et al. [FNAL E772 Collaboration], Phys. Rev. Lett. 86, 4483 (2001) [arXiv:hep-ex/0010051]; M. B. Johnson et al., Phys. Rev. C 65, 025203 (2002) [arXiv:hep-ph/0105195].

    Google Scholar 

  • 91. V.B. Berestetski, E.M. Lifshitz, and L.P. Pitaevski, Relativistic Quantum Theory. Clarendon Press, Oxford, 1971.

    Google Scholar 

  • 92. The NA3 Collaboration, J. Badier et al., Z. Phys. C20 101 (1983).

    Google Scholar 

  • 93. The E537 Coll., S. Katsanevas et al., Phys. Rev. Lett., 60 2121 (1988).

    Google Scholar 

  • 94. The E866 Collaboration, M.J. Leitch et al., Phys. Rev. Lett. 84 3256 (2000).

    Google Scholar 

  • 95. The NA38 Collaboration, C. Baglin et al., Phys. Lett. B 345 617 (1995).

    Google Scholar 

  • 96. The NA50 Collaboration, M.C. Abreu et al., Phys. Lett. B 477 28 (2000).

    Google Scholar 

  • 97. M. Vaenttinen, P. Hoyer, S. J. Brodsky and W. K. Tang, Phys. Rev. D 51, 3332 (1995) [arXiv:hep-ph/9410237].

    Google Scholar 

  • 98. E.L. Berger and D. Jones, Phys. Rev. D23 1521 (1981).

    Google Scholar 

  • 99. W. K. Tang and M. Vaenttinen, Phys. Rev. D 54, 4349 (1996) [arXiv:hep-ph/9603266].

    Google Scholar 

  • 100. P. Hägler, R. Kirschner, A. Schäfer, L. Szymanowski and O. V. Teryaev, Phys. Rev. D 63, 077501 (2001) [arXiv:hep-ph/0008316].

    Google Scholar 

  • 101. J. Hüfner and B. Kopeliovich, Phys. Rev. Lett. 76, 192 (1996) [arXiv:hep-ph/9504379].

    Google Scholar 

  • 102. D. Kharzeev and H. Satz, Phys. Lett. B 356, 365 (1995) [arXiv:hep-ph/9504397].

    Google Scholar 

  • 103. K. Ackerstaff et al. [HERMES Collaboration], Phys. Rev. Lett. 82, 3025 (1999) [arXiv:hep-ex/9811011].

    Google Scholar 

  • 104. J. Hüfner, B. Kopeliovich and J. Nemchik, Phys. Lett. B 383, 362 (1996) [arXiv:nucl-th/9605007].

    Google Scholar 

  • 105. K. Boreskov, A. Capella, A. Kaidalov and J. Tran Thanh Van, Phys. Rev. D 47 919 (1993).

    Google Scholar 

  • 106. B.Z. Kopeliovich, Dynamics and Phenomenology of Charmonium Production off Nuclei, in proc. of the Workshop Hirschegg’97: QCD Phase Transitions’, Hirschegg, Austria, January, 1997, ed. by H. Feldmeier, J. Knoll, W. Nörenberg and J. Wambach, Darmstadt, 1997, p. 281; hep-ph/9702365

    Google Scholar 

  • 107. B.Z. Kopeliovich and F. Niedermayer, Nuclear screening in J/Ψ and Drell-Yan pair production, JINR-E2-84-834, Dubna 1984, see the scanned version in KEK library:http://www-lib.kek.jp/cgi-bin/img_index?8504113

    Google Scholar 

  • 108. O.V. Kancheli, Sov. Phys. JETP Lett. 18 274 (1973).

    Google Scholar 

  • 109. B. G. Zakharov, Phys. Atom. Nucl. 61, 838 (1998) [Yad. Fiz. 61, 924 (1998)]; [arXiv:hep-ph/9807540].

    Google Scholar 

  • 110. T. Gousset and H. J. Pirner, Phys. Lett. B 375, 349 (1996) [arXiv:hep-ph/9601242].

    Google Scholar 

Download references

Author information

Authors and Affiliations

Authors

Editor information

David Blaschke Mikhal A. Ivanov Thomas Mannel

Rights and permissions

Reprints and permissions

About this chapter

Cite this chapter

Kopeliovich, B., Raufeisen, J. Heavy Flavor Production off Protons and in a Nuclear Environment. In: Blaschke, D., Ivanov, M.A., Mannel, T. (eds) Heavy Quark Physics. Lecture Notes in Physics, vol 647. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-540-40975-5_13

Download citation

  • DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-540-40975-5_13

  • Published:

  • Publisher Name: Springer, Berlin, Heidelberg

  • Print ISBN: 978-3-540-21921-7

  • Online ISBN: 978-3-540-40975-5

  • eBook Packages: Springer Book Archive

Publish with us

Policies and ethics