[論文レビュー] Strangeness production in STAR

J. Takahashi, R. Derradi de Souza|ArXiv.org|Sep 4, 2008

Advanced X-ray Imaging Techniques被引用数 3

ひとこと要約

本研究では、√sNN = 200 GeVにおけるAu+AuおよびCu+Cu衝突における奇素子の増幅を、熱的統計モデルを用いて調査した。中心的Cu+Cu衝突は、参加素粒子数が類似する微小なAu+Au衝突よりも高い奇素子増幅を示し、幾何的スケーリングを超えるシステムサイズ依存性を示している。奇素子相関体積が5 fmのカノニカル集合モデルがデータを最もよく再現しており、大システムにおける奇素クォークの平衡的生成を示唆している。

ABSTRACT

We present a summary of strangeness enhancement results comparing data from Cu+Cu and Au+Au collisions at sqrt(SNN) = 200GeV measured by the STAR experiment. Relative yields in central Cu+Cu data seem to be higher than the equivalent sized peripheral Au+Au collision. In addition, strange particle production from these two systems is compared in terms of a statistical model, applying a Grand-Canonical ensemble and also applying a canonical correlation volume for the strange particles. Thermal fit results from the Grand-Canonical formalism shows little dependence on the system size but, when considering a strange canonical ensemble, strangeness enhancement shows a strong dependency on the correlation volume.

研究の動機と目的

• RHICエネルギーにおける重イオン衝突における奇素子増幅のシステムサイズ依存性を調査すること。
• 同等の<N_part>を有する微小なAu+Au衝突と比較して、Cu+Cu衝突における観測された増幅が顕著に高いかどうかを特定すること。
• 奇妙粒子の生成断面積を記述するためのグランドカノニカルモデルとカノニカル統計的熱モデルの妥当性を評価すること。
• 熱的フィットから奇素子相関体積を抽出し、その粒子比への影響を評価すること。

提案手法

• √sNN = 200 GeVにおけるAu+AuおよびCu+Cu衝突の全中央性クラスにおける粒子生成断面積（Λ, Ξ, Ω, ϕなど）を測定した。
• <N_part>で正規化し、p+pデータに対して相対的にスケーリングすることで、奇素子増幅要因を抽出した。
• グランドカノニカルおよび奇素子カノニカル集合の両方を用いた熱的モデルフィットにTHERMUSコードを適用した。
• Λ → pからのフィードダウン補正を含めた粒子比をフィットし、Σ寄与はΣ/Λ = 0.35を用いて推定した。
• カノニカルモデルにおける奇素子相関体積を変化させ、実験データに最もよく適合する値を特定した。
• グランドカノニカル行動からの逸脱度を定量化するγSパラメータを用い、モデルの妥当性を評価した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 中心的Cu+Cu衝突における奇素子増幅は、同等の<N_part>を有する微小なAu+Au衝突よりも顕著に高いか？
• RQ2 Au+AuおよびCu+Cu衝突における熱的フィットパラメータT_chは、システムサイズに依存するか？
• RQ3 カノニカル集合形式は、グランドカノニカルモデルと比較して、奇妙粒子生成断面積の記述をどの程度改善するか？
• RQ4 中心的Au+Au衝突における観測された粒子比を再現する最適な奇素子相関体積は何か？
• RQ5 RHICエネルギーにおいて反奇素粒子増幅が増加する理由は何か、グランドカノニカルモデルでは減少傾向を示すが。

主な発見

• 中心的Cu+Cu衝突は、同等の<N_part>を有する微小なAu+Au衝突よりも高い奇素子増幅を示し、幾何的スケーリングを超えるシステムサイズ依存性を示している。
• グランドカノニカル集合を用いた熱的フィットでは、T_ch や μS がシステムサイズに顕著に依存しないことが判明し、Au+AuおよびCu+Cu両方でT_ch ≈ 155 MeVであった。
• グランドカノニカル行動からの逸脱度を示すγSパラメータは、<N_part> > 100のときのみ1に達し、中央部Cu+Cuイベントのみがこのモデルで適切に記述可能であることを示唆している。
• カノニカル集合モデルでは、中心的Au+Au衝突において奇素子相関体積半径が約5 fmであると得られ、SPSデータで得られた約1 fmよりも顕著に大きい。
• φ/π比は相関体積にほとんど依存しないが、Λ/π や Ξ/π などの他の比は強く依存しており、モデルの予測能力を裏付けている。
• p+pデータへのフィットではγS ≈ 0.6が得られ、p+pにおける奇妙粒子比はグランドカノニカルモデルでは記述できないことが示され、小スケール系においてカノニカル補正の必要性が強調された。