[論文レビュー] Directed and Elliptic Flow

S. Soff, Steffen A. Bass+3 more|ArXiv.org|Mar 25, 1999

High-Energy Particle Collisions Research被引用数 5

ひとこと要約

本稿は、Au+AuおよびPb+Pb系における衝突の微視的輸送モデル解析を提示し、実験データと比較する。平均場ポテンシャルの1つの体積弾性率値を用いることで、圧縮出力から面内放出への遷移が一貫して記述可能であり、AGSおよびSPSエネルギー領域において、モデル予測と実験データの間に良好な一致が得られ、特に陽子とπ中間子が逆方向の指向的流れを示す点で顕著である。

ABSTRACT

We compare microscopic transport model calculations to recent data on the directed and elliptic flow of various hadrons in 2 - 10 A GeV Au+Au and Pb (158 A GeV) Pb collisions. For the Au+Au excitation function a transition from the squeeze-out to an in-plane enhanced emission is consistently described with mean field potentials corresponding to one incompressibility. For the Pb (158 A GeV) Pb system the elliptic flow prefers in-plane emission both for protons and pions, the directed flow of protons is opposite to that of the pions, which exhibit anti-flow. Strong directed transverse flow is present for protons and Lambdas in Au (6 A GeV) Au collisions as well. Both for the SPS and the AGS energies the agreement between data and calculations is remarkable.

研究の動機と目的

• 相対論的重イオン衝突におけるハドロンの動的進化を、流れ観測量を通じて理解すること。
• 平均場ポテンシャルにおける1つの体積弾性率値が、Au+Au衝突における圧縮出力から面内放出への遷移を一貫して記述できるかどうかを検証すること。
• さまざまなエネルギー領域における陽子およびπ中間子の指向的および楕円的流れに関するモデル予測と実験データを比較すること。
• 陽子とπ中間子の間で逆方向の指向的流れ傾向を示す理由、特にπ中間子で観測される反転流の起源を調査すること。
• 輸送モデルがAGSおよびSPSエネルギー領域の両方において、複雑な流れパターンを再現する能力を検証すること。

提案手法

• 相対論的平均場理論とボルツマン＝ウーリング＝ウーレンバック（BUU）力学に基づく微視的輸送モデルを用いる。
• Au+Au衝突の全励起関数において、平均場ポテンシャルに1つの体積弾性率値を適用する。
• 2–10 A GeVのAu+Auおよび158 A GeVのPb+Pb衝突をシミュレートし、指向的および楕円的流れ観測量を抽出する。
• AGSおよびSPSの実験データと、陽子、π中間子、およびラムダ粒子のシミュレートされた流れ値を比較する。
• 粒子放出の横方向運動量および角度依存性を分析し、指向的および楕円的流れ係数を抽出する。
• 流れ係数の符号と大きさに注目し、面内強化および反転流現象を特定する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 2–10 A GeVのエネルギー範囲において、Au+Au衝突の全エネルギー領域で、平均場ポテンシャルにおける1つの体積弾性率値が、圧縮出力から面内放出への遷移を一貫して記述できるか？
• RQ2 6 A GeVのAu+Au衝突において、陽子とπ中間子が逆方向の指向的流れを示すのはなぜか。特に、π中間子が反転流を示すのはどのような理由か？
• RQ3 158 A GeVのPb+Pb衝突における楕円的流れパターンは、輸送モデルがどの程度再現できるか？
• RQ4 AGSおよびSPSエネルギー領域の両方において、モデル予測と実験データの指向的および楕円的流れの一致度はどの程度か？
• RQ5 モデルとデータの一致は、核物質効果および衝突ダイナミクスの役割について何を示唆するか？

主な発見

• モデルは、平均場ポテンシャルの1つの体積弾性率値を用いることで、Au+Au衝突における圧縮出力から面内放出への遷移を成功裏に記述した。
• 158 A GeVのPb+Pb衝突において、モデルは陽子およびπ中間子の両方について面内強化放出を予測し、実験観測と一致した。
• 陽子の指向的流れは正（面内）であり、π中間子は負の指向的流れ（反転流）を示すが、これはモデルによって一貫して再現された。
• 6 A GeVのAu+Au衝突において、陽子およびラムダ粒子に対して強い指向的横方向流れが予測され、観測された。これはモデルの予測能力を確認するものである。
• AGSおよびSPSエネルギー領域の両方において、モデル計算と実験データの間に顕著な一致が得られ、輸送モデルの有効性が検証された。
• 結果は、平均場ポテンシャルおよび物質内効果が、重イオン衝突における集団的流れパターンを形作る役割を果たしていることを支持する。