[論文レビュー] Charmonium Production at the SPS

D. E. Kahana, S. Kahana|arXiv (Cornell University)|Oct 23, 1998

High-Energy Particle Collisions Research被引用数 9

ひとこと要約

この論文は、SPSにおける重イオン衝突におけるJ/ψおよびチアモンイウム生成を説明する、従来の準ハドロン的モデルを提示している。特に、S+U（200 GeV/c）のNA38およびPb+Pb（158 GeV/c）のNA50実験を分析している。観測されたPb+Pbにおける異常な抑制は、初期状態の nucleon-nucleon カスケード効果、緩く束縛された状態（例：Χ、ψ′）における崩壊を強化する結合チャネルダイナミクス、および最終状態のcomover相互作用の3要因に起因すると説明されており、クォーク・グルーオンプラズマの兆候を必要とせず、実験データをうまく再現している。

ABSTRACT

We reexamine the production of J/Psi and other charmonium states for a variety of target-projectile choices at the SPS, in particular for the interesting comparison between S+U at 200 GeV/c and Pb+Pb at 158 GeV/c as observed in the experiments NA38 and NA50 respectively. The result is a description of the NA38 and NA50 data in terms of a conventional, quasi-hadronic picture. The apparently anomalous suppression found in the most massive Pb+Pb system arises in the present simulation from three sources: destruction in the initial nucleon-nucleon cascade phase, use of coupled channels to exploit the larger breakup in the less bound Chi and Psi' states, and comover interaction in the final low energy phase.

研究の動機と目的

• SPSにおけるPb+Pb衝突で観測されたJ/ψ生成の異常な抑制を説明すること。特にNA50実験に注目する。
• 脱コンfinementではなく、従来のハドロン的メカニズムがデータを説明できるかどうかを評価すること。
• 同一の理論的枠組みのもとで、S+U（NA38）とPb+Pb（NA50）系における抑制パターンを比較すること。
• 緩く束縛されたチアモンイウム状態（例：Χ、ψ′）が、結合チャネル効果によって崩壊を強化する役割を調査すること。
• 初期状態と最終状態の相互作用が、観測された抑制に与える寄与の相対的寄与度を特定すること。

提案手法

• 核-核衝突におけるチアモンイウム生成と吸収をシミュレートするために、準ハドロン的輸送モデルを採用する。
• 初期状態の相互作用を、密度の高い核物質における早期吸収を説明するためのnucleon-nucleon カスケード段階としてモデル化する。
• 中間状態でのチアモンイウムの崩壊を記述するために、結合チャネルダイナミクスを実装する。特に、緩く束縛された状態（例：Χ、ψ′）に注目する。
• 低エネルギーのハドロンとの最終状態のcomover相互作用を含め、最終状態の吸収をシミュレートする。
• 中間状態の修正を含む輸送的手法を用いて、J/ψおよび他のチアモンイウム状態の生存確率を計算する。
• NA38（S+U）およびNA50（Pb+Pb）からの実験データにモデルをキャリブレーションし、観測された抑制パターンを再現する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 SPSにおけるPb+Pb衝突でのJ/ψの異常な抑制は、クォーク・グルーオンプラズマへの相転移ではなく、従来のハドロン的相互作用によって説明可能か？
• RQ2 初期状態のnucleon-nucleon カスケードは、重イオン衝突におけるチアモンイウム抑制にどのように寄与するか？
• RQ3 結合チャネル効果が、緩く束縛されたチアモンイウム状態（例：Χ、ψ′）の崩壊をどの程度強化するか？
• RQ4 最終状態のcomover相互作用が、J/ψの生成量抑制に果たす相対的寄与度は何か？
• RQ5 中心系エネルギーがほぼ同じであるにもかかわらず、なぜPb+PbではS+Uよりも抑制が強いのか？

主な発見

• モデルは、従来のハドロン的フレームワークを用いて、NA38（S+U）およびNA50（Pb+Pb）実験からのJ/ψ抑制データをうまく再現した。
• Pb+Pbにおける顕著な異常な抑制は、主に初期状態のカスケード、緩く束縛された状態における結合チャネルによる崩壊、および最終状態のcomover相互作用の組み合わせによって説明できる。
• 結合チャネルの導入により、Χおよびψ′状態の崩壊が顕著に強化され、全体の抑制パターンに寄与した。
• 最終状態のcomover相互作用は、特に衝突の低エネルギー段階において、抑制の主要因であると判明した。
• モデルは、Pb+PbにおけるS+Uより高い抑制が、より多くの核子およびcomoverの存在に起因するのではなく、新しい脱コンfinement機構によるものではないことを示した。
• 結果から、観測された抑制がクォーク・グルーオンプラズマへの相転移を必要としないことが示され、J/ψ抑制が脱コンfinementの兆候であるという解釈に疑問を呈する。