[論文レビュー] Multifragmentation Studies in 84Kr Interactions with Nuclear Emulsion at around 1 A GeV

V. Singh, S. K. Tuli+3 more|ArXiv.org|Dec 22, 2004

Nuclear physics research studies被引用数 3

ひとこと要約

本研究は、約1 A GeVの84Krが核エマルジョンと相互作用する際の多断片化を、光学顕微鏡およびトラックスキャンを用いて調査した。中程度質量の断片（IMF）生成には強い標的質量依存性が見られ、臨界点近くでの液体-気相転移挙動と整合する逆べき乗則の電荷分布が得られ、多断片化が低エネルギー・重イオン現象であることを示唆している。

ABSTRACT

Projectile fragmentation of 84Kr in three different energy intervals has been studied. Many aspects of multifragmentation process have been examined in depth. It is observed that multifragmentation is a general low energy phenomenon associated with heavy beam. The number of Intermediate-Mass-Fragments (IMF's) shows strong projetile mass dependence.

研究の動機と目的

• 約1 A GeVの相対論的84Krが核エマルジョンと相互作用する際の多断片化プロセスを調査すること。
• 中程度質量の断片（IMF）生成が標的質量およびビームエネルギーにどのように依存するかを検討すること。
• 標的断片の電荷分布を分析し、臨界現象を示すべき乗則の存在を検証すること。
• 同様のエネルギーにおけるより重いビーム（139La、197Au、238U）と比較し、系サイズ効果を評価すること。

提案手法

• 核エマルジョンスタック（NIKFI BR2）を、GSIダルムシュタットのSISで約1 A GeVの84Krビームに露出した。
• バイアスのないイベント選択を保証するため、油浸しレンズ（100倍拡大）を用いたビームトラックスキャンとデジタル読み出しを実施した。
• Z < 10ではブロブ／ギャップ密度、Z ≤ 19ではデルタレイン密度、より重い断片では範囲／幅の比較を用い、電荷を±1単位の精度で推定した。
• エネルギー依存性の分析のため、3つのエネルギー領域（A: 0.95–0.80 A GeV、B: 0.80–0.50 A GeV、C: <0.50 A GeV）にイベントを分割した。
• アルファ断片の多重度分布をガウス関数でフィットし、相関構造を調査するため累積モーメント（Cq）を計算した。
• 電荷分布を逆べき乗則 f(Z) ∝ Z^τ にフィットし、臨界行動の評価と理論モデルとの比較を行った。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 84Kr相互作用における中程度質量断片（IMF）の多重度は、ビームエネルギーおよび標的質量にどのように依存するか？
• RQ2 標的断片の電荷分布の関数的形態は何か？ また、臨界現象を示すべき乗則に従うか？
• RQ3 84Krにおける多断片化挙動は、同様のエネルギーにおけるより重いビーム（139La、197Au、238U）と定量的にどのように比較できるか？
• RQ4 断片生成量のべき乗則スケーリングが示唆するように、多断片化過程に液体-気相転移の証拠があるか？
• RQ5 べき乗則分布 f(Z) ∝ Z^τ の指数τは、ビームエネルギーおよび標的質量にどのように変化するか？

主な発見

• 全1100イベントにおいて、Z ≥ 3断片の平均多重度（&lt;Nf&gt;）は1.21 ± 0.04、アルファ断片の平均多重度（&lt;Nα&gt;）は2.03 ± 0.06であった。
• アルファ断片の多重度はガウス分布に従い、幅は8.76、最大11まで尾を引く高多重度イベントが観測された。
• 累積モーメントCqはqが増加するにつれて増加し、高次の相関が強いことが示唆されたが、統計的制限により明確な結論は得られなかった。
• べき乗則 f(Z) ∝ Z^τ における指数τは、84KrではZ = 1からZb/2までで-2.45 ± 0.16、Z = 3からZb/2までで-1.49 ± 0.09であり、臨界現象と整合的であった。
• ビームエネルギーが上昇するにつれてτは増加し（例：0.50–0.70 A GeVでτ = -1.90 ± 0.21、0.80–0.95 A GeVでτ = -2.05 ± 0.13）、高エネルギーでより強い断片化が生じることが示された。
• より重いビーム（238U、197Au、139La）は、同様のエネルギーで84Krよりも系統的に高いτ値を示し、より強い崩壊傾向があることが示された。