[논문 리뷰] Caloric curve of 8 GeV/c negative pion and antiproton + Au reactions

A. Ruangma, Richard Laforest외 17명|arXiv (Cornell University)|2001. 10. 04.

Nuclear physics research studies참고 문헌 41인용 수 7

한 줄 요약

이 연구는 뉴크론에서 8 GeV/c의 음성 파이온과 반양성자 입사에 의해 생성된 뜨거운 핵에서의 열역학적 곡선을 뉴크론에서 BNL의 ISiS 4-피드터레이어를 사용하여 조사한다. 이중동위원소비율 기법을 적용하고, 2차 붕괴 보정을 거친 후 p/d-3He/4He 및 d/t-3He/4He 온도계를 사용하여 핵 온도를 측정함으로써, E*/A ~ 7 MeV 이하에서 일관된 결과를 도출하였으며, SMM 다중분열 모델 예측과 양호한 일치를 보였다.

ABSTRACT

The relationship between nuclear temperature and excitation energy of hot nuclei formed by 8 GeV/c negative pion and antiproton beams incident on 197Au has been investigated with the ISiS 4-pidetector array at the BNL AGS accelerator. The double-isotope-ratio technique was used to calculate the temperature of the hot system. The two thermometers used (p/d-3He/4He) and (d/t-3He/4He) are in agreement below E*/A ~ 7 MeV when corrected for secondary decay. Comparison of these caloric curves to those from other experiments shows some differences that may be attributable to instrumentation and analysis procedures. The caloric curves from this experiment are also compared with the predictions from the SMM multifragmentation model.

연구 동기 및 목표

• 8 GeV/c 음성 파이온 및 반양성자 + 197Au 반응에서 생성된 뜨거운 핵의 열역학적 곡선을 결정하는 것.
• p/d-3He/4He 및 d/t-3He/4He 두 개의 독립된 동위원소비율 온도계를 사용한 핵 온도 측정의 일관성 평가.
• 유도된 열역학적 곡선을 SMM 다중분열 모델 예측 및 다른 실험 결과와 비교하는 것.
• 장치 및 분석 방법의 차이가 다양한 실험 간 열역학적 곡선의 변화에 미치는 영향 평가.

제안 방법

• BNL AGS의 ISiS 4-피드터레이어를 사용하여 8 GeV/c π⁻ 및 p̄ 빔이 197Au 목표에 충돌한 반응 생성물을 측정하였다.
• 핵 온도를 추출하기 위해 이중동위원소비율 기법을 적용하였으며, 온도계로 p/d-3He/4He 및 d/t-3He/4He 비율을 사용하였다.
• 2차 붕괴 보정을 적용하여 평형 후 입자 방출을 고려하였다.
• 측정된 에너지 손실과 시스템 크기를 기반으로 핵자당 흥 excitiation 에너지(E*/A)를 계산하였다.
• SMM 다중분열 모델을 사용하여 실험적 열역학적 곡선와 비교하기 위해 시뮬레이션을 수행하였다.
• 장치 반응 및 분석 절차에서 유래하는 체계적 불확도를 평가하여 다른 실험과의 불일치 원인을 분석하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 8 GeV/c π⁻ 및 p̄ + 197Au 반응에서 핵 온도는 흥 excitiation 에너지에 따라 어떻게 변화하는가?
• RQ2 2차 붕괴 보정을 거친 후, 두 동위원소비율 온도계(p/d-3He/4He 및 d/t-3He/4He) 간의 온도 측정 결과는 어느 정도 일치하는가?
• RQ3 측정된 열역학적 곡선은 SMM 다중분열 모델의 예측과 정량적으로 어떻게 비교되는가?
• RQ4 장치 및 분석 방법의 차이가 다양한 실험 간 열역학적 곡선의 관측된 변화에 어떤 역할을 하는가?

주요 결과

• 2차 붕괴 보정 후, p/d-3He/4He 및 d/t-3He/4He 온도계는 E*/A ~ 7 MeV 이하에서 일관된 온도 측정 결과를 보였다.
• 실험적 열역학적 곡선은 흥 excitiation 에너지 증가에 따라 상승하는 경향을 보이며, 뜨거운 핵 시스템의 기대되는 거동과 일치한다.
• 측정된 열역학적 곡선은 SMM 다중분열 모델의 예측과 잘 일치하며, 특히 저-중간 흥 excitiation 에너지 영역에서 뚜렷한 일치를 보였다.
• 이 실험 결과와 다른 연구 결과 간의 불일치는 장치 반응, 분석 기법, 시스템 크기 효과의 차이에서 기인하는 것으로 판단되었다.