[論文レビュー] Probing Cold and Hot, Dense Nuclear Media Via High-p$_{T}$ Jets with Di-hadron and gamma-hadron Correlations at PHENIX

N. Grau|arXiv (Cornell University)|Nov 23, 2005

High-Energy Particle Collisions Research被引用数 4

ひとこと要約

本研究では、RHICにおけるp+p、d+Au、Cu+Cu、Au+Au衝突における高pT二ハドロンおよびγ-ハドロン相関を用いて、冷たいおよび高温・高密度核物質におけるジェット構造の変化を調査した。d+Auでは二ジェットの非同一平面性が最小限に抑えられ、高pTにおけるAu+Auでは一様なジェット幅が得られ、離反相関においてNpartに依存する分割角が観測された。これは低pTにおける媒体誘発ジェット構造を示しており、中心部のAu+Au衝突においては即時光子-ハドロン相関の証拠も得られた。

ABSTRACT

With the recent high statistics Au+Au and Cu+Cu runs at RHIC, it has become possible to systematically study jet properties in several different colliding systems with potentially different final state interactions. In this talk we present results from high-pT di-hadron and gamma-hadron correlations from p+p, d+Au, Cu+Cu, and Au+Au collisions where jets in vacuum, cold nuclear matter, and hot, dense nuclear matter are studied.

研究の動機と目的

• 高pT相関を用いて、真空中（p+p）、冷たい核物質（d+Au）、高温・高密度核物質（Cu+Cu、Au+Au）におけるジェット特性を調査すること。
• Cronin効果が予測するように、複数散乱によって冷たい核物質内でのジェット非同一平面性が増加するかどうかを検証すること。
• 特に低pTにおけるジェット形状の変化を、A+A衝突における離反相関の観点から調査すること。
• 媒体誘発放射（例：マッハ円錐）が離反相関をどのように形作るかを評価すること。
• 即時γ-ハドロン相関を明確なジェットエネルギー損失のプローブとして特定・定量すること。

提案手法

• 相関関数は、C(Δϕ) = (dN_real/dΔϕ) / (dN_mix/dΔϕ) により測定され、検出器の非一様な受容性を補正する。
• 相関関数は、トリガーごとの単位に正規化され、異なる系やpT範囲間での比較が可能になる。
• 離反相関における分割角Dは、Δϕ = π ± D に中心を持つ2つの対称的ガウス関数によるフィッティングにより抽出された。
• 角度Dは、D(Δϕ) = [exp(−(Δϕ−π−D)²/(2w²)) + exp(−(Δϕ−π+D)²/(2w²))] とパラメータ化され、wはデータから固定された。
• 中心部のAu+Au衝突における即時光子の割合を推定するために、インクルーシブγトリガーとπ⁰トリガーからの近接側効率比が用いられた。
• 異なる衝突系（Cu+Cu、Au+Au）およびエネルギー（200 GeV、62 GeV）におけるNpartスケーリングをテストし、普遍的な媒体効果を調査した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 冷たい核物質内での複数散乱により、d+Auはp+pに比べてジェット非同一平面性が増加するか？
• RQ2 高pT（>5 GeV）において、Au+AuおよびCu+Cuの離反ジェット幅は、p+pと比較してどのように異なるか？
• RQ3 中心部A+A衝突における離反相関の分割角Dは、Npartに比例するか？
• RQ4 分割角Dは衝突エネルギーに依存しないか？これは普遍的な媒体効果を示唆するか？
• RQ5 中心部のAu+Au衝突におけるγ-ハドロン相関は、即時光子によって支配される程度はどの程度か？これはジェットエネルギー損失の証拠となるか？

主な発見

• p+pとd+Auとの間で二ジェット非同一平面性に顕著な差は観測されず、冷たい核物質によるジェット幾何学的変化が制限された。
• 高pT（>5 GeV）において、Au+Auの離反ジェット幅はp+pと一致しており、高運動量では最小限の構造変化が示された。
• 中心部のAu+AuおよびCu+Cu衝突において、低pTで分割角Dが出現し、外部から中心部へ向かって滑らかに増加し、中心部で飽和した。
• Cu+CuおよびAu+Au系において、分割角DはNpartに比例し、普遍的な媒体依存効果を示した。
• Dパラメータは衝突エネルギー（200 GeV vs. 62 GeV）に依存せず、これは媒体駆動の起源を支持する。
• 中心度に伴い、インクルーシブγトリガーとπ⁰トリガーからの近接側効率比が減少し、中心部のAu+Au衝突における即時光子の割合が増加していることと整合的であった。