[論文レビュー] Are flow measurements at SPS reliable

Nicolas Borghini, Mai Dinh+1 more|arXiv (Cornell University)|Apr 11, 2000

High-Energy Particle Collisions Research被引用数 6

ひとこと要約

本稿は、スパッタリング・パラメータ・システム（SPS）における流量測定の信頼性に疑問を呈し、横運動量保存則、共鳴状態の崩壊、HBT効果、最終状態相互作用といった非流量相関——これらが方位角方向の粒子分布を歪めることを特定している。これらの相関を考慮に入れると、NA49およびWA98が得た方向性流量の実験結果は顕著に変化し、これらの系統的効果を補正する再解析が求められることが示唆される。

ABSTRACT

Several heavy ion experiments at SPS have measured azimuthal distributions of particles with respect to the reaction plane. These distributions are deduced from two-particle azimuthal correlations under the assumption that they result solely from correlations with the reaction plane. In this paper, we investigate other sources of azimuthal correlations: transverse momentum conservation, which produces back-to-back correlations, resonance decays, HBT correlations and final state interactions. These correlations increase with impact parameter: most of them vary with the multiplicity N like 1/N. When they are taken into account, the experimental results of the NA49 collaboration at SPS are significantly modified. These correlations might also explain an important fraction of the pion directed flow observed by WA98. Data should be reanalyzed taking into account carefully these non--flow correlations.

研究の動機と目的

• 重イオン衝突におけるSPSでの流量測定の信頼性を評価すること、特に二粒子方位相関から導かれるものに焦点を当てる。
• 流量信号の抽出を汚染する可能性のある非流量相関を特定し、その大きさを定量化すること。
• 特に多重度Nに比例して1/Nのスケーリングを示す非流量効果が、NA49やWA98のような実験で報告された方向性流量値にどのように影響を与えるかを評価すること。
• これらの非流量寄与を考慮に入れた既存データの再解析を提言し、流量測定の正確性を向上させること。

提案手法

• 横運動量保存則を用いて非流量寄与をモデル化し、これにより背対の方位相関が生じることを示す。
• 共鳴状態の崩壊を、特に特定の角度分布を示す非流量相関の源として組み込む。
• 量子統計的効果に起因する粒子放出におけるHBT（ハナブリー・ブラウン＝ツィス）相関を含める。
• 反応面に依存しない方位相関の追加的要因として、最終状態相互作用を分析する。
• 衝突パラメータおよび多重度Nに依存するこれらの非流量効果の依存性を定量化し、1/Nスケーリングの挙動を示す。
• これらの非流量効果の大きさを観測された流量信号と比較し、実験結果に与える影響を評価する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 横運動量保存則に起因する非流量相関が、SPSにおける方位角方向の流量測定にどの程度影響を与えるか？
• RQ2 共鳴状態の崩壊とHBT効果は、高多重度イベントにおける誤った方位角相関をどのように生じさせるか？
• RQ3 NA49およびWA98が報告する方向性流量値に非流量効果を考慮すると、なぜ乖離が生じるのか？
• RQ4 非流量相関の強度は多重度Nにどのように依存するか？1/N依存性の意味は何か？
• RQ5 WA98で観測されたパイオンの方向性流量の大部分は、真の集団的流れではなく非流量効果に起因していると説明できるか？

主な発見

• 横運動量保存則に起因する非流量相関は、背対の方位角構造を生じさせ、二粒子相関関数において流量信号を模倣する。
• 共鳴状態の崩壊とHBT効果は、特に高多重度領域で方位角相関に顕著な寄与を示す。
• 最終状態相互作用は、特に大きな衝突パラメータ（外縁的衝突）を示す外縁衝突で、非流量寄与をさらに強化する。
• これらの非流量要因の総合的効果は衝突パラメータに比例して増大し、多重度Nに対しておおよそ1/Nのスケーリングを示す。
• 補正を施した結果、NA49およびWA98の実験的方向性流量値は顕著に変更され、現在の解釈が真の流量信号を過大評価している可能性があることが示された。
• WA98で観測されたパイオンの方向性流量の大部分は、集団的膨張ではなく非流量効果に起因していると説明できる。