[論文レビュー] Propagation of heavy baryons in heavy-ion collisions. II: observables and predictions

Santosh K. Das, Juan M. Torres-Rincón+3 more|arXiv (Cornell University)|Apr 19, 2016

High-Energy Particle Collisions Research被引用数 11

ひとこと要約

本研究では、RHICおよびLHCにおける重イオン衝突において、QGPおよびハドロン相におけるランジュバンダイナミクスを用い、hadronizationにピーターセン分裂関数を適用することで、$R_{AA}$および$\Lambda_c$と$\Lambda_b$バリオンの楕円流動$\nu_2$を計算した。$v_2$には強い抑制および顕著なハドロン媒体効果が見られ、$R_{AA}$はハドロン再散乱に対してほとんど感受しないことが判明し、$\Lambda_c/D$および$\Lambda_b/B$比はQGPのハドロン化メカニズムを反映していると示唆される。

ABSTRACT

The drag and diffusion coefficients of heavy baryons ($\Lambda_c$ and $\Lambda_b$) in the hadronic phase created in the latter stage of the heavy-ion collisions at RHIC and LHC energies have been evaluated recently. In this work we compute some experimental observables, such as the nuclear suppression factor $R_{AA}$ and the elliptic flow $v_2$ of heavy baryons at RHIC and LHC energies, highlighting the role of the hadronic phase contribution to these observables, which are going to be measured at Run 3 of LHC. For the time evolution of the heavy quarks in the QGP and heavy baryons in the hadronic phase we use the Langevin dynamics. For the hadronization of the heavy quarks to heavy baryons we employ Peterson fragmentation functions. We observe a strong suppression of both the $\Lambda_c$ and $\Lambda_b$. We find that the hadronic medium has a significant impact on the heavy-baryon elliptic flow whereas the impact of hadronic medium rescattering is almost unnoticeable on the nuclear suppression factor. The last implies that the $\Lambda_c/D$ and $\Lambda_b/B$ ratio should reflect the hadronization mechanism of the QGP.

研究の動機と目的

• RHICおよびLHCエネルギーにおける重イオン衝突における$\Lambda_c$および$\Lambda_b$バリオンの実験的に測定可能な観測量—$R_{AA}$および$\nu_2$—を計算すること。
• 特にLHCのRun 3において、ハドロン相が重バリオンの最終観測量に与える寄与を評価すること。
• ハドロン媒体効果が重バリオンの楕円流動および核抑制にどのように影響するかを調査すること。
• $\Lambda_c/D$および$\Lambda_b/B$比がQGPハドロン化メカニズムのプローブとして機能するかどうかを特定すること。

提案手法

• 重クォークのQGP内および重バリオンのハドロン相内における時間発展をモデル化するために、ランジュバンダイナミクスが用いられた。
• 重バリオンのランジュバン方程式に、ハドロン媒体内のドレインおよび拡散係数を入力とした。
• 重クォークが$\Lambda_c$および$\Lambda_b$バリオンにハドロン化するのを模擬するために、ピーターセン分裂関数が適用された。
• RHICおよびLHCエネルギーにおける中央および外縁衝突において、$\Lambda_c$および$\Lambda_b$の核抑制因子$R_{AA}$および楕円流動$\nu_2$が計算された。
• QGPおよびハドロン相からの寄与を分離することで、後者の観測量への影響を明確にした。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 RHICおよびLHCエネルギー下で、ハドロン相は$\Lambda_c$および$\Lambda_b$バリオンの$R_{AA}$にどのように影響するか？
• RQ2 ハドロン媒体は、重バリオンの楕円流動$\nu_2$にどの程度影響を及ぼすか？
• RQ3 $\Lambda_c/D$および$\Lambda_b/B$比は、QGPハドロン化メカニズムの指標として機能できるか？
• RQ4 ハドロン媒体内のドレインおよび拡散係数は、重バリオンの最終観測量をどのように形作るか？

主な発見

• $\Lambda_c$および$\Lambda_b$バリオンの両方が、$R_{AA}$において強い抑制を示しており、QGPおよびハドロン媒体内でのエネルギー損失が顕著であることを示している。
• ハドロン媒体は、重バリオンの楕円流動$\nu_2$に顕著な影響を与え、その非対称的流れのパターンを変化させている。
• ハドロン媒体の再散乱は、核抑制因子$R_{AA}$にほとんど影響しないことが判明し、$R_{AA}$は主にQGP効果に支配されている。
• $R_{AA}$がハドロン再散乱に対して感受性が低いことから、$\Lambda_c/D$および$\Lambda_b/B$比は主にQGPハドロン化メカニズムによって決定づけられていると示唆される。