[論文レビュー] Disentangling Soft and Hard Hadron Yields in PbPb Collisions at √ sNN = 2.76 ATeV

Károly Ürmössy, N. Xu|arXiv (Cornell University)|May 15, 2014

High-Energy Particle Collisions Research被引用数 10

ひとこと要約

本稿では、PbPb衝突におけるハドロン生成を「ソフト」および「ハード」プロセスに分離する二成分モデルを提案する。それぞれのプロセスはツァリス分布で記述される。このモデルは、√sNN = 2.76 ATeVにおける中心性クラスにわたるチャージドハドロンの横運動量スペクトルおよび方位的非等方性（v2）をうまく再現し、観測された粒子生成率および集団的流れに両成分が顕著に寄与していることを示している。

ABSTRACT

We demonstrate that charged pion spectra in central and peripheral PbPb collisions at √ s = 2.76 ATeV obtained via perturbative quantum chromodynamics improved parton model calculations [17] can be approximated by the Tsallis distribution for transverse momenta pT ≥ 4 GeV/c. Then, we propose a model in which, hadrons produced in heavyion collisions stem either from “soft” or “hard” processes, and are distributed according to the Tsallis distribution i n both types of yields. We describe transverse spectra as well as azimuthal anisotropy (v2) of charged hadrons stemming from various centrality PbPb collisions at √ s = 2.76 ATeV [40, 41, 42] analytically. In addition, we find that the

研究の動機と目的

• 高エネルギーでの重イオン衝突におけるハドロン生成におけるソフトおよびハードプロセスの区別を扱う挑戦に応えること。
• PbPb衝突におけるチャージドハドロンの横運動量スペクトルおよび方位的非等方性（v2）を両方とも記述する統一的で解析的なフレームワークを構築すること。
• 中心的および外縁的衝突における観測されたハドロン生成率および集団的流れに、ソフトおよびハードプロセスがそれぞれどの程度寄与しているかを特定すること。
• ツァリス分布が重イオン衝突におけるハドロン生成のソフトおよびハード成分をモデル化するのに適しているかを検証すること。

提案手法

• √sNN = 2.76 ATeVにおけるPbPb衝突のチャージドパイオンスペクトルを、摂動的QCD改良パートンモデル計算を用いてモデル化する。
• 横運動量（pT ≥ 4 GeV/c）のスペクトルを、ソフトおよびハード両成分に対してツァリス分布で近似する。
• ハドロンがソフトまたはハードプロセスから生じる二成分モデルを構築し、それぞれが別個のツァリス分布に従うようにする。
• 中心的および外縁的PbPb衝突における横運動量スペクトルおよびv2値の実験データに、モデルをフィッティングする。
• 微分生成率および方位的非等方性（v2）を、中心性およびpTの関数として記述する解析的式を用いる。
• ALICE共同研究の測定結果（参考文献[40, 41, 42]）に一致するように、モデルパラメータをキャリブレーションする。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ツァリス分布は、√sNN = 2.76 ATeVにおけるPbPb衝突のハドロン生成のソフトおよびハード成分を正確に記述できるか？
• RQ2 ソフトおよびハードプロセスは、チャージドハドロンの観測された横運動量スペクトルにどの程度寄与しているか？
• RQ3 二成分ツァリスモデルは、チャージドハドロンの中心性依存性を持つ方位的非等方性（v2）をどの程度うまく再現できるか？
• RQ4 ハドロン生成率をソフトおよびハード成分に分離することは、pTスペクトルおよびv2に関する実験データと物理的に整合的か？

主な発見

• √sNN = 2.76 ATeVにおけるPbPb衝突のチャージドパイオンスペクトルは、横運動量pT ≥ 4 GeV/cの範囲でツァリス分布によりよく近似される。
• ソフトおよびハードプロセスに別個のツァリス分布を割り当てた二成分モデルは、中心性クラスにわたる横運動量スペクトルおよびv2値をうまく記述する。
• ソフトおよびハード両成分が総ハドロン生成率および集団的流れに顕著に寄与しており、熱的およびパートン的ダイナミクスの非自明な相互作用が示唆される。
• モデルは、数値的流体力学シミュレーションを必要とせず、v2の中心性依存性を捉える解析的フレームワークを提供する。