[논문 리뷰] Rapidity and energy dependence of the electric charge correlations in A+A collisions at the SPS energies.

C. Alt, T. Anticic외 60명|arXiv (Cornell University)|2013. 01. 01.

High-Energy Particle Collisions Research인용 수 1

한 줄 요약

이 연구는 SPS 에너지에서 A+A 충돌에서 전하 상관관계를 배경 함수 방법을 사용하여 조사하며, 중간 라피디티에서 충돌 중심도가 증가함에 따라 분포의 폭이 좁아지는 것으로 나타나지만, 전방 라피디티에서는 그렇지 않다. 이 폭의 좁아짐 현상은 RHIC와 SPS 수준에 이르기까지 에너지가 증가함에 따라 증가하며, 유일하게 쿼크-파트온 운반 단계를 포함한 AMPT 모델만 이 행동을 재현한다. 이는 배경 함수가 하드론화 시점에 민감하다는 것을 확인시킨다.

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.

연구 동기 및 목표

• SPS 에너지에서 A+A 충돌의 라피디티 및 에너지 의존성 전하 상관관계를 조사하기 위해.
• 배경 함수 분포의 폭이 충돌 중심도 및 라피디티에 따라 변화하는지 확인하기 위해.
• 중앙부 Pb+Pb 충돌에서의 배경 함수 좁아짐 현상의 에너지 의존성을 평가하기 위해.
• 실험 데이터를 이론 모델과 비교하여 하드론화 메커니즘을 탐구하기 위해.

제안 방법

• 20A에서 158A GeV까지 다양한 비틀기 에너지에서 A+A 충돌의 전하 상관관계를 측정하기 위해.
• 중간 라피디티 및 전방 라피디티의 두 라피디티 간격에서 전하 상관관계 분포의 폭을 추출하기 위해 배경 함수 방법을 적용하기 위해.
• 다양한 충돌 중심도에서 정규화된 폭 파라미터 W를 비교함으로써 중심도 의존성을 분석하기 위해.
• 증가하는 비틀기 에너지에서 중앙부 Pb+Pb 충돌의 정규화된 폭 W를 분석함으로써 에너지 의존성을 연구하기 위해.
• 하드론성 스트링 모델(UrQMD, HIJING)과 쿼크-파트온 운반 단계를 포함한 AMPT 모델의 예측과 실험 결과를 비교하기 위해.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 중간 라피디티 및 전방 라피디티 영역에서 배경 함수의 폭은 충돌 중심도에 따라 어떻게 변화하는가?
• RQ2 중앙부 Pb+Pb 충돌에서 증가하는 비틀기 에너지에 따라 배경 함수 폭의 좁아짐 현상은 어떻게 변화하는가?
• RQ3 UrQMD 및 HIJING와 같은 하드론성 스트링 모델은 관측된 중심도에 따른 배경 함수 좁아짐 현상을 재현하는가?
• RQ4 쿼크-파트온 운반 단계를 포함한 AMPT 모델은 관측된 배경 함수 폭의 에너지 및 중심도 의존성을 재현하는가?
• RQ5 관측된 배경 함수 행동은 경량 충돌에서 하드론화 시점에 대해 무엇을 시사하는가?

주요 결과

• 중간 라피디티 영역에서, 배경 함수의 폭은 충돌 중심도가 증가함에 따라 감소하며, 더 높은 입자 수 밀도에서 더 강한 전하 상관관계를 나타낸다.
• 이 중심도 의존성에 따른 좁아짐 효과는 전방 라피디티 영역에서 사라지며, 이는 라피디티 의존성 있는 하드론화 메커니즘을 시사한다.
• 에너지 의존성 연구에서, 정규화된 폭 파라미터 W로 정량화된 배경 함수 좁아짐 현상은 SPS 최고 에너지 및 RHIC 수준에 이르기까지 비틀기 에너지가 증가함에 따라 증가한다.
• UrQMD 및 HIJING 모델은 중심도 증가에 따른 관측된 배경 함수 좁아짐 현상을 재현하지 못한다.
• 오직 쿼크-파트온 운반 단계를 포함한 AMPT 모델만 실험 데이터를 성공적으로 재현하며, 이는 배경 함수가 하드론화 시점에 민감하다는 것을 확인시킨다.