[論文レビュー] Conical Di-jet Correlations from a Chromo-Viscous Neck in AdS/CFT

Miklós Gyulassy, Jorge Noronha+1 more|ArXiv.org|Jul 14, 2008

Fluid Dynamics and Turbulent Flows参考文献 20被引用数 6

ひとこと要約

この論文は、重イオン衝突における円錐型二重ジェット相関が、マッハ型流体力学的ウェークとは異なり、AdS/CFT ストリングドラッグモデルにおける重クォークジェット付近の新しいカラーレオロジカル「ネック」領域からのものであると提案する。コOPER-FRYE凍結解析を用いて、強いカラーレオロジカル応力 $T^{\mu\nu}_{\text{Neck}} \propto \sqrt{\lambda} T_0^2 Y^{\mu\nu}(x)/x^2$ が支配するネック領域が、ジェット速度に依存しない二重ピーク型の方位角相関を生成することを示し、マッハの法則とは対照的であり、RHICおよびLHCにおける識別された重クォークジェット測定によって検証可能な仮説を提示する。

ABSTRACT

We show that Mach-like correlations from heavy quark jets in the Gubser et al AdS/CFT string drag model arise not from the expected (weak) hydrodynamical Mach sound wakes zone but from a near ``Neck'' zone where strong chromo-viscous field effects dominated and lead to a distinctive stress in the plasma of the form $T^{μν}_{Neck} \propto \surd λT_0^2 Y^{μν}(x)/x^2$. We propose that measurement of the jet velocity dependence of moderate $p_T$ hadrons associated with future {\em identified heavy quark jets} at RHIC and LHC could be used to look for this novel source of conical correlations which are unrelated to Mach's law.

研究の動機と目的

• RHICで観測された円錐型二重ジェット相関が、完璧流体流体力学とは異なるメカニズムから生じる可能性を調査すること。
• AdS/CFT ストリングドラッグモデルが、マッハウェーク領域ではなく、新しいカラーレオロジカル「ネック」領域を通じて円錐型相関を生成するかを検証すること。
• 識別された重クォークジェットからの速度に依存しない円錐型相関という、実験的に検証可能なシグネチャを提案すること。
• コOPER-FRYE凍結解析を通じて、AdS/CFT応力解を観測可能なハドロンの方位角分布にリンクするホログラフィックフレームワークを提供すること。

提案手法

• GUBSER-PUFU-YAROM のAdSストリングドラッグモデルを用い、スーパーグラビティ近似下でのエネルギー運動量応力テンソルを計算する。
• 全応力をマッハ、ネック、クーロン、バックグラウンドの領域に分解し、$T^{\mu\nu}_{\text{Neck}} \propto \sqrt{\lambda} T_0^2 Y^{\mu\nu}(x)/x^2$ で特徴づけられる特異的ネック領域に注目する。
• 境界応力分布を観測可能なハドロンの方位角相関 $f(\phi)$ にマッピングするため、コOPER-FRYE凍結形式を適用する。
• $N_c=3$、$\lambda=5.5$、およびジェット速度 $v=0.58, 0.75, 0.90$ を用いて、空間的体積（ネック、マッハ、ヘッド）における数値積分を実行する。
• 修正ベッセル関数 $I_0(a_\perp)$ を $a_\perp \sim \mathcal{O}(\sqrt{\lambda}/N_c^2)$ の一次項まで展開し、近似された相関形を導出する。
• ネック領域を含むか否かで相関パターンを比較し、二重ピーク構造への寄与を隔離する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 重イオン衝突における円錐型二重ジェット相関が、マッハウェークではなくカラーレオロジカル「ネック」領域から生じる可能性はあるか？
• RQ2 AdS/CFTモデルにおける観測された二重ピーク型方位角相関構造が、ジェット速度に依存せず、マッハの法則と矛盾するか？
• RQ3 コOPER-FRYE凍結解析形式は、$N_c=3$、$\lambda=5.5$ の領域において、AdS/CFT応力解を観測可能なハドロン分布に成功裏にマッピングできるか？
• RQ4 有限$N_c$における外挿においてマッハ領域が弱くても、ネック領域が相関信号を支配するか？

主な発見

• 応力 $T^{\mu\nu}_{\text{Neck}} \propto \sqrt{\lambda} T_0^2 Y^{\mu\nu}(x)/x^2$ を持つネック領域が、AdS/CFT ストリングドラッグモデルにおける円錐型二重ジェット相関の主要因である。
• 数値結果から、二重ピーク構造が得られるのは、ネック領域を含めた場合に限ることが判明した。
• 二重ピーク構造はジェット速度 $v$ にほとんど依存せず、マッハの法則が予測する速度依存の円錐角とは著しく対照的である。
• $v=0.58$ および $v=0.75$ の場合、ネック由来のピークがマッハ円錐と類似する角度に現れるのは、$v=0.90$ の場合に偶然に一致するに過ぎない。
• マッハ領域でさえ、$\Delta T$ および $U_1$ の弱い摂動により、$\phi=\pi$ に谷を形成しない。
• これらの結果から、今後の識別された重クォークジェットの相関測定により、この非流体的メカニズムがジェット速度依存性の有無を調べることで検証可能であると示唆される。