[論文レビュー] On the Origin of the Multiplicity Fluctuations in High Energy Heavy Ion Collisions

G. V. Danilov, Edward Shuryak|ArXiv.org|Aug 6, 1999

High-Energy Particle Collisions Research被引用数 4

ひとこと要約

この論文は、ステファノフ、ラジャゴパル、シュリヤクが以前に研究した最終状態相互作用と組み合わせた「けがれた核子」モデルを用いて初期状態の揺らぎをモデル化することで、高エネルギー重イオン衝突における多重度揺らぎの起源を調査している。組み合わせた手法により、CERNのNA49が得た中央部PbPb衝突の実験データを定量的に記述でき、衝突過程の初期段階と最終段階の両方に同等の寄与があると結論している。

ABSTRACT

Multiplicity fluctuations in heavy ion collisions obtain comparable contributions both from initial stage of the collisions, and from final stage interaction. We calculate the former component, using the ``wounded nucleon'' model and standard assumptions about nuclei and NN cross section. Combining it with the second one, calculated previously by Stephanov,Rajagopal and Shuryak, ref.2, we obtain good quantitative description of experimental data (ref.3) from NA49 collaboration at CERN on central PbPb collisions.

研究の動機と目的

• 高エネルギー重イオン衝突における多重度揺らぎの起源を理解すること、特に初期段階と最終段階からの寄与の相対的寄与度を特定すること。
• 「けがれた核子」モデルと標準的な核およびNN断面積の仮定を用いて、初期状態の寄与を定量的に評価すること。
• 初期状態モデルを、以前に計算済みの最終状態寄与と組み合わせることで、実験データの完全な記述を達成すること。
• CERNで得られた中央部PbPb衝突に関するNA49共同研究のデータを定量的に説明すること。

提案手法

• 初期状態の多重度揺らぎは、「けがれた核子」アプローチを用いてモデル化され、衝突体および標的核内の核子を粒子生成の独立した源として扱う。
• 核密度分布および核子-核子（NN）断面積に関する標準的仮定を適用し、けがれた核子の数と空間的分布を推定する。
• 初期状態の揺らぎ成分は、核波動関数の重なりから導かれるけがれた核子数の分散を用いて計算される。
• 最終状態寄与は、ステファノフ、ラジャゴパル、シュリヤクの先行研究に基づき、一部のパートオン相互作用および最終状態相関を考慮したものである。
• 初期状態と最終状態の寄与を統計的独立を仮定して二乗和の平方根（四乗和）で合算し、全揺らぎを求める。
• 組み合わせたモデルを、高エネルギーでの中央部PbPb衝突に関するNA49共同研究の実験データと比較する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 中央部PbPb衝突における多重度揺らぎの何パーセントが衝突の初期状態に起因しているか？
• RQ2 「けがれた核子」モデルによる初期状態揺らぎが、最終状態寄与と定量的にどのように比較されるか？
• RQ3 初期状態と最終状態の寄与を組み合わせたモデルが、実験的に観測された多重度揺らぎを再現できるか？
• RQ4 標準的な核構造およびNN断面積の仮定が、観測された揺らぎをどれほど説明できるか？
• RQ5 全揺らぎがNA49実験で測定されたデータと整合しているか？

主な発見

• 「けがれた核子」モデルを用いて計算された初期状態の多重度揺らぎ寄与は、最終状態揺らぎと比較して顕著で、定量的に同等の寄与を示す。
• 初期状態と最終状態の寄与を統合した組み合わせモデルは、NA49共同研究の実験データを良好に定量的に記述できる。
• 初期状態の揺らぎは顕著であり、無視できるほど小さくないことが判明し、最終状態効果が支配的であるという仮定に疑問を呈する。
• モデルと実験データの一致は、初期段階の揺らぎを記述する「けがれた核子」像の妥当性を支持する。
• 結果から、中央部PbPb衝突における全多重度揺らぎに初期段階と最終段階の両方が同等に寄与していることが示された。
• 本研究は、多重度揺らぎの一貫した記述には、平衡前の状態と衝突後のダイナミクスの両方を含める必要があることを確認した。