課題6 PHENIXの解析;run7のv2解
析,CuCu64GeVの解析
基本担当者;下村、江角
Relativistic Heavy Ion Collider
(RHIC)
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米国ブルックヘブン国立研究所
世界初の重イオン衝突型加速器
円周 3.83 km、2つのリング
衝突核種 (Au+Au, Cu+Cu, d+Au, p+p)
Energy (A+A); 核子当たり100 GeVまで加速
PHENIXは、そこでの大きな実験グループの一つ
衝突後の時間発展の描像
熱的凍結
PHENIX Experiment
化学的凍結
ハドロン化
QGP
パートン熱平
衡
衝突
方位角異方性(Azimuthal anisotropy)
• 生成粒子の方位角分布に異方性が生じる
現象
• 原子核の 非中心衝突では、衝突部の初期
の形はアーモンド形(幾何学的異方性をも
つ)
– λ>> R ; 平均自由行程が長く等方的に広がる
– λ<< R ; 平均自由行程が短く異方性をもつ
粒子放出 小
• QGP中でのパートンの平均自由行程λが
物質の半径Rに比べて十分に小さいと、系
が局所的熱平衡に達して圧力勾配をうむ
圧力勾配 小
粒子の運動量空間での方位角異方性
• Elliptic Flow (v2)
– 生成粒子の反応平面に対しての楕円率
圧力勾配 大
粒子放出 大
Elliptic Flow (v2)
v2は、生成される粒子の方位角方向の異方性の強度をあらわしている。
非中心衝突
Y
ビーム軸 z
生成粒子と反応平面の為す角度
Φの分布をフーリエ級数展開
φ
Y
反応平面
2次の項の係数がv2
→楕円率を表す
x (反応平面)
x
粒子の収量が、(x方向)>(y方向)なら、v2>0
dN
 1  2v 2 cos2( -  RP )
d
衝突関与部の初期の幾何学的な異方性が運動量空間における方位角異方性となって検出さ
れている。→ 衝突で生成された物質の性質を反映している測定量
PHENIX 検出器
Beam Beam Counter (BBC)
衝突時間、衝突位置、反応平面の
決定
+Zero Degree Calorimeter (ZDC)
中心衝突度の測定
Drift Chamber (DC) + Pad
Chamber(PC)
飛跡検出、運動量の測定
Electromagnetic Calorimeter
(EMC)
飛行時間測定、損失エネルギーの
測定
Time of Flight (TOF)
飛行時間測定
これまでにわかっていること
金+金、200GeV
v2
低横運動量領域 (pT<~1.5GeV/c)
大きなv2  系が熱平衡状態になっていることを示唆している
流体力学計算で説明可能 (衝突関与部の幾何学的異方性による圧力勾配を考慮)
非常に早い時間での熱平衡を仮定 (τ0 = 0.6 fm/c) する必要がある
π/K/pの質量による違いは、radial
flow の効果として理解できる。
 ハドロン化時のradial flowが存
在
Hydro;Phys. Rev. C 67 (03) 044903
v2; Phys.Rev.Lett.91 182301 (2003)
Jet quenching (charged hadrons)
• v2 at high pT を見ることによって、jet quenching をみることができる。
• Run7の高統計データをみることで、この絵よりエラーの小さい結果がえら
れる。
• 衝突の中心衝突度における違いが見える?
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5 - 高エネルギー原子核実験グループ