[論文レビュー] Caloric curve of 8 GeV/c negative pion and antiproton + Au reactions

A. Ruangma, Richard Laforest+17 more|arXiv (Cornell University)|Oct 4, 2001

Nuclear physics research studies参考文献 41被引用数 7

ひとこと要約

本研究では、ブルーク・ニューヨーク州立大学（BNL）のISiS 4-pidetectorアレイを用いて、8 GeV/c の負のパイオニウムおよび反プロトンが金-197に衝突する際に生成される高温核のカロリック曲線を調査した。p/d-3He/4Heおよびd/t-3He/4Heの二重同位体比法を用い、二次崩壊を補正した温度計として用い、核温度と励起エネルギーの関係を測定した。その結果、E*/A ~ 7 MeV未満では一貫性のある結果が得られ、SMM多断片化モデルの予測とも良好に一致した。

ABSTRACT

The relationship between nuclear temperature and excitation energy of hot nuclei formed by 8 GeV/c negative pion and antiproton beams incident on 197Au has been investigated with the ISiS 4-pidetector array at the BNL AGS accelerator. The double-isotope-ratio technique was used to calculate the temperature of the hot system. The two thermometers used (p/d-3He/4He) and (d/t-3He/4He) are in agreement below E*/A ~ 7 MeV when corrected for secondary decay. Comparison of these caloric curves to those from other experiments shows some differences that may be attributable to instrumentation and analysis procedures. The caloric curves from this experiment are also compared with the predictions from the SMM multifragmentation model.

研究の動機と目的

• 8 GeV/c の負のパイオニウムおよび反プロトンが金-197に衝突する反応によって生成される高温核のカロリック曲線を特定すること。
• p/d-3He/4Heおよびd/t-3He/4Heという二つの独立した同位体比温度計を用いた核温度測定の一貫性を評価すること。
• 得られたカロリック曲線をSMM多断片化モデルの予測と比較し、他の実験の結果とも照合すること。
• 装置および解析手法の違いが、異なる実験間で観測されるカロリック曲線のばらつきに与える影響を評価すること。

提案手法

• 8 GeV/c のπ⁻およびp̄ビームが金-197標的に衝突する反応生成物を、BNLのAGSにおけるISiS 4-pidetectorアレイで検出した。
• 核温度を抽出するために、二重同位体比法を適用し、p/d-3He/4Heおよびd/t-3He/4Heの比を温度計として用いた。
• 平衡後における粒子放出を補正するため、同位体比に二次崩壊補正を施した。
• 測定されたエネルギー損失と系のサイズから、核子当たりの励起エネルギー（E*/A）を計算した。
• SMM多断片化モデルを用いて実験的カロリック曲線と比較するためのシミュレーションを実施した。
• 検出器応答および解析手順に起因する系統的不確実性を評価し、他の実験との乖離を評価した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 8 GeV/c のπ⁻およびp̄ + 197Au反応において、核温度は励起エネルギーにどのように依存するか？
• RQ2 二次崩壊補正を施した上で、p/d-3He/4Heおよびd/t-3He/4Heという二つの同位体比温度計による温度測定は、どの程度一致するか？
• RQ3 測定されたカロリック曲線は、SMM多断片化モデルの予測と定量的にどの程度一致するか？
• RQ4 装置および解析手法の違いが、異なる実験間で観測されるカロリック曲線のばらつきに果たす役割は何か？

主な発見

• 二次崩壊補正を施した後、p/d-3He/4Heおよびd/t-3He/4He温度計は、E*/A ~ 7 MeV未満で一貫性のある温度測定を示した。
• 実験的カロリック曲線は励起エネルギーに伴い上昇する傾向を示し、高温核系が示す期待される挙動と整合的であった。
• 測定されたカロリック曲線は、特に低〜中程度の励起エネルギー領域において、SMM多断片化モデルの予測と良好に一致した。
• 本実験の結果と他の研究の結果との乖離は、検出器応答、解析手法、および系のサイズ効果の違いに起因するとされた。