[論文レビュー] Rapidity and energy dependence of the electric charge correlations in A+A collisions at the SPS energies.

C. Alt, T. Anticic+60 more|arXiv (Cornell University)|Jan 1, 2013

High-Energy Particle Collisions Research被引用数 1

ひとこと要約

本研究では、SPSエネルギーにおけるA+A衝突における電荷相関をバランス関数法を用いて調査し、中間ラピディティ領域では衝突の中心度が高くなるにつれて分布の幅が狭くなるが、前方ラピディティ領域ではそうではないことを明らかにした。この幅の狭まりは、RHICおよびSPSレベルに達するまでエネルギーに伴い増大し、唯一、クォーク・パートン輸送段階を含むAMPTモデルのみがこの挙動を再現した。これはバランス関数がハドロン化のタイミングに敏感であることを確認するものである。

ABSTRACT

Results from electric charge correlations studied with the Balance Function method in A+A collisions from 20\\emph{A} to 158\\emph{A} GeV are presented in two different rapidity intervals: In the mid-rapidity region we observe a decrease of the width of the Balance Function distribution with increasing centrality of the collision, whereas this effect vanishes in the forward rapidity region. Results from the energy dependence study in central Pb+Pb collisions show that the narrowing of the Balance Function expressed by the normalised width parameter \ extit{W} increases with energy towards the highest SPS and RHIC energies. Finally we compare our experimental data points with predictions of several models. The hadronic string models UrQMD and HIJING do not reproduce the observed narrowing of the Balance Function. However, AMPT which contains a quark-parton transport phase before hadronization can reproduce the narrowing of the BF's width with centrality. This confirms the proposed sensitivity of the Balance Function analysis to the time of hadronization.

研究の動機と目的

• SPSエネルギーにおけるA+A衝突における電荷相関のラピディティおよびエネルギー依存性を調査すること。
• バランス関数分布の幅が衝突の中心度およびラピディティに応じて変化するかどうかを特定すること。
• 中央部Pb+Pb衝突におけるバランス関数の幅のエネルギー依存性を評価すること。
• 実験データと理論的モデルを比較し、ハドロン化メカニズムを解明すること。

提案手法

• 20Aから158A GeVのビームエネルギー範囲でA+A衝突における電荷相関を測定する。
• 中間ラピディティおよび前方ラピディティの2つのラピディティ領域における電荷相関分布の幅を抽出するためにバランス関数法を適用する。
• 中心度依存性を、異なる衝突中心度における正規化幅パラメータWの比較を通じて分析する。
• エネルギー依存性を、増加するビームエネルギーにおける中央部Pb+Pb衝突における正規化幅Wの分析を通じて調べる。
• ハドロン的ストリングモデル（UrQMD、HIJING）およびクォーク・パートン輸送段階を含むAMPTモデルの予測と実験結果を比較する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 中間ラピディティ領域および前方ラピディティ領域におけるバランス関数の幅は、衝突中心度にどのように依存するか？
• RQ2 中央部Pb+Pb衝突におけるビームエネルギーの増加に伴い、バランス関数の幅の狭まりはどのように変化するか？
• RQ3 UrQMD や HIJING などのハドロン的ストリングモデルは、中心度に伴うバランス関数の狭まりを再現できるか？
• RQ4 ハドロン化の前にクォーク・パートン輸送段階を含むAMPTモデルは、バランス関数幅の観察されたエネルギーおよび中心度依存性を再現できるか？
• RQ5 バランス関数の観察された挙動は、重イオン衝突におけるハドロン化のタイミングについて何を示唆するか？

主な発見

• 中間ラピディティ領域では、バランス関数の幅が衝突中心度が高くなるにつれて小さくなり、高密度領域での電荷相関が強まっていることを示している。
• この中心度依存の幅の狭まりは前方ラピディティ領域では見られず、ハドロン化メカニズムがラピディティに依存している可能性を示唆している。
• エネルギー依存性の分析から、正規化幅パラメータWで定量化されるバランス関数の狭まりは、ビームエネルギーが上昇するに従い、最高のSPSおよびRHICエネルギーに達するまで増大することが分かった。
• UrQMDおよびHIJINGモデルは、中心度に伴うバランス関数の狭まりを再現できない。
• 唯一、ハドロン化の前段階としてクォーク・パートン輸送段階を含むAMPTモデルのみが、実験データを正確に再現した。これはバランス関数がハドロン化タイミングに感受されることを確認するものである。