[論文レビュー] Kaon HBT radii from perfect fluid dynamics using the Buda-Lund model

M. Csanád, T. Csörgő|ArXiv.org|Jan 5, 2008

Seismic Imaging and Inversion Techniques被引用数 4

ひとこと要約

本稿では、楕円対称性をもつ相対論的完全流体力学の正確な解析的解であるBuda-Lundモデルを用いて、中間子のHBT半径の理論的計算を提示する。Bertsch-Pratt座標系における横運動量依存のHBT半径を導出し、横運動量mtに対してプロットした際に中間子半径と同一の曲線に収束することを予測している。これは、異なる粒子種におけるHBT観測量に普遍的なスケーリング行動が存在することを示唆している。

ABSTRACT

In this paper we summarize the ellipsoidally symmetric Buda-Lund model's results on HBT radii. We calculate the Bose-Einstein correlation function from the model and derive formulas for the transverse momentum dependence of the correlation radii in the Bertsch-Pratt system of out, side and longitudinal directions. We show a comparison to $\sqrt{s_{ m NN}}=200 GeV$ RHIC PHENIX two-pion correlation data and make prediction on the same observable for different particles.

研究の動機と目的

• 高エネルギー重イオン衝突における中間子のHBT半径について、Buda-Lundモデルが中間子にまで成功裏に適用可能であることを拡張すること。
• 相対論的完全流体力学の枠組み内で、中間子のHBT半径の横運動量依存性を調査すること。
• 中間子と中間子の半径を同じモデルで比較することで、HBTスケーリングの普遍性を検証すること。
• √sNN=200 GeVにおける中間子HBT半径の理論的予測を、RHIC PHENIXデータと整合させるものとする。

提案手法

• Buda-Lundモデルは、時間に依存する主軸X, Y, Zをもつ楕円対称性をもつ相対論的完全流体力学の正確な解析的解として適用される。
• ボーズ＝アインシュタイン相関関数は、発光関数から導出され、定数λを用いてコア・ハロ構造の寄与を組み込む。
• Bertsch-Pratt座標系（out, side, 縦方向）における半径は、修正された半径R*と時間平均速度βを用いて計算され、発光持続時間Δτ*および温度勾配a, dの寄与を含む。
• 質量殻制約が考慮され、q運動量差に関する2次形式が得られ、係数R²_ijは横運動量mtおよび流体力学的パラメータに依存する。
• 最終的な半径R²_o, R²_s, R²_lをLCMS座標系で得るため、方位角平均が適用される。これにより、実験データとの比較が可能になる。
• モデルの予測は、RHIC PHENIX二粒子相関データへのフィッティングにより妥当性が確認され、中間子HBT半径への応用が拡張される。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 Buda-Lundモデルにおいて、中間子HBT半径は中間子HBT半径と同様に横運動量スケーリングを示すか？
• RQ2 Buda-Lundモデルの完全流体力学的記述は、RHIC PHENIX二粒子相関データをどの程度再現できるか？
• RQ3 √sNN=200 GeVにおける中心的Au+Au衝突において、中間子HBT半径の予測される横運動量依存性は何か？
• RQ4 モデルの楕円対称性およびコア・ハロ構造は、観測されたHBT半径の挙動をどの程度説明できるか？

主な発見

• Buda-Lundモデルは、√sNN=200 GeVにおけるPHENIX実験が測定した二粒子HBT半径の横運動量依存性を成功裏に再現している。
• 中間子HBT半径が横運動量mtに対してプロットされた際、中間子HBT半径と同一の曲線に収束する。これは、普遍的なスケーリング行動を示している。
• モデルは、異なる質量を持つにもかかわらず、mtスケーリングプロットにおいて中間子HBT半径が中間子半径と区別できないと予測している。
• Bertsch-Pratt半径R²_o, R²_s, R²_lは、発光関数および流体力学的パラメータ（温度勾配、freeze-out時間など）を用いて解析的に導出されている。
• パラメータλによるコア・ハロ発光の取り入れは、長寿命共鳴状態の寄与を考慮し、データとの一致を改善している。
• モデルの予測は、BRAHMS, PHOBOS, STAR, CERN SPSを含む複数の実験と整合しており、広範な適用可能性を示している。