[論文レビュー] QGP time formation in holographic shock waves model of heavy ion collisions

I. Ya. Aref’eva|arXiv (Cornell University)|Mar 7, 2015

Black Holes and Theoretical Physics参考文献 56被引用数 19

ひとこと要約

この論文は、二つのボトムアップAdS/QCD背景（一つはコンFINING（コーネルポテンシャル）で、もう一つはLifshitzに類似したメトリックによる非等方的）を用いて、重イオン衝突のホログラフィックショック波モデルにおける熱化時間の推定を試みている。Vaidyaメトリックを用いてブラックホール形成をモデル化し、捕獲表面の形成を追跡することで、非等方的の場合、等方的ケースと比較して熱化時間が最大で五倍速くなることが示された。これは温度やブラックホール質量にほとんど依存しない。

ABSTRACT

We estimate the thermalization time in two colliding shock waves holographic model of heavy-ion collisions. For this purpose we model the process by the Vaidya metric with a horizon defined by the trapped surface location. We consider two bottom-up AdS/QCD models that give, within the colliding shock waves approach, the dependence of multiplicity on the energy compatible with RHIC and LHC results. One model is a bottom-up AdS/QCD confining model and the other is related to an anisotropic thermalization. We estimate the thermalization time and show that increasing the confining potential decreases the thermalization time as well as an anisotropy accelerates the thermalization.

研究の動機と目的

• 現実的でボトムアップのAdS/QCD背景を用いて、重イオン衝突のホログラフィックモデルにおける熱化時間を推定すること。
• クォークのコンFININGと空間的非等方性が、ホログラフィック枠組み内での熱化ダイナミクスに与える影響を調査すること。
• 非等方的背景が、RHICおよびLHCで観測された粒子多重度のエネルギー依存性を再現できるかどうかを検証すること。
• 特にコンFININGなメトリックにおいて、等方的と非等方的背景の間での熱化時間の比較を実施すること。
• ブラックホールイベントホライズンの形成と捕獲表面の位置が、熱化開始の推定に果たす役割を評価すること。

提案手法

• 捕獲表面の位置に対応する時刻に依存するホライズンを有するVaidyaメトリックを用いて、二つのショック波の衝突をモデル化すること。
• 二種類の異なるボトムアップホログラフィック背景を用いる：一つはコンFINING（コーネルポテンシャルに一致するb要因を有する）、もう一つは非等方的（動的指数zを有するLifshitzに類似したメトリック）。
• 捕獲表面形成の推定に、測地線およびストリングプロファイル解析による標準的ホログラフィック手続きを適用すること。
• 非局所相関関数およびストリングプロファイル積分を用いて、クォーク間距離をホログラフィック座標z_mに関連付けること。
• 熱化時間τを衝突距離ℓ、ホライズン位置z_h、および非等方性パラメータνの関数として計算すること。
• コンFININGパラメータcおよび非等方性要因νの異なる値に対して結果を比較し、それらがτに与える影響を分離すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 双対時空のメトリックにおける非等方性が、重イオン衝突のホログラフィックショック波モデルにおける熱化時間にどのように影響を与えるか？
• RQ2 ボトムアップのコンFININGなAdS/QCDモデルは、RHICおよびLHCで観測された粒子多重度のエネルギー依存性を再現できるか？
• RQ3 ブラックホールホライズンおよび捕獲表面形成が、熱化開始の推定に果たす役割は何か？
• RQ4 コンFININGポテンシャルの導入は、純粋なAdSまたは等方的背景と比較して、熱化ダイナミクスをどのように変化させるか？
• RQ5 これらのモデルにおいて、熱化時間はブラックホール質量や温度に著しく依存するか？

主な発見

• Lifshitzに類似した背景における非等方性は、等方的ケースと比較して熱化時間を最大で五倍速くする。
• コンFININGなb要因（コーネルポテンシャルに一致）により、重イオン衝突における多重度の観測されたE^{1/3}依存性を再現できる。
• 非等方的ケースにおけるν=4の場合、熱化時間は約0.05 fm/cと推定され、ストリングプロファイル推定ではτ_therm ≈ 0.2 fm/cとなる。
• 測地線に基づく捕獲表面形成の推定は、ストリングに基づく手法よりも4倍長い時間を示しており、使用するプローブに敏感であることが示された。
• 熱化時間はブラックホール質量（z_h）や温度にほとんど依存せず、RHICおよびLHCのエネルギースケールにわたって安定であることが示された。
• 非等方性の導入は熱化を顕著に加速させ、最近の実験的兆候である早期の非等方的QGP形成を支持する。