[論文レビュー] Eccentricity fluctuations and its possible effect on elliptic flow measurements

Mike Miller, R. J. M. Snellings|ArXiv.org|Dec 7, 2003

High-Energy Particle Collisions Research被引用数 36

ひとこと要約

本稿は、重イオン衝突における初期空間の偏心率（ε）のイベントごとの揺らぎが、楕円流（v₂）測定に与える影響を調査する。モンテカルロ・グルーバー・シミュレーションを用いて、2粒子相関がεの揺らぎのためv₂を過大評価するのに対し、4粒子および6粒子の積算量はそれを低く評価することが示された。STARの実験データにおける観測されたv₂{4}/v₂{2}比は、非フロー効果よりも核子レベルの揺らぎとより一致しており、揺らぎが見かけの非フロー的振る舞いの主要因である可能性を示唆する。

ABSTRACT

The elliptic flow measured at RHIC has been interpreted as a signature for strong partonic interactions early in the collision and as an indication of a well developed quark-gluon plasma phase. The measured values of elliptic flow, using methods based on multi-particle correlations, are affected by fluctuations in the magnitude of the elliptic flow. In this Letter, using a Monte Carlo Glauber calculation, we estimate what the possible effect of spatial eccentricity fluctuations is on the determination of elliptic flow.

研究の動機と目的

• 重イオン衝突における初期空間的偏心率の揺らぎが、楕円流（v₂）測定に与える影響を評価すること。
• イベントごとのεの揺らぎが、v₂積算量測定における非フロー効果を模倣または寄与する可能性があるかどうかを特定すること。
• モデル予測のε{m}/ε{n}比を実験的v₂{m}/v₂{n}データと比較し、揺らぎ効果と非フロー寄与を区別すること。
• STARデータにおけるv₂{4}/v₂{2}の中心性依存性が、揺らぎか非フロー効果によってより良く説明されるかを評価すること。

提案手法

• 異なる衝突パラメータにおけるAu+Au衝突のイベントごとの初期空間的偏心率（ε）をシミュレートするために、モンテカルロ・グルーバー・モデル（MCG）を用いた。
• 特にε{2}、ε{4}、ε{6}を含む、εの高次モーメント⟨εⁿ⟩¹ᐟⁿを計算して、揺らぎを定量化した。
• εの揺らぎとv₂の揺らぎを関係付けるために、定数スケーリング係数0.16を仮定し、v₂ ∝ εの比例関係を用いた。
• 実験的v₂{m}/v₂{n}比と直接比較できるように、m=4,6およびn=2のε{m}/ε{n}比を計算した。
• 非フローのスケーリングをテストするために、N_W（粒子生成数の代理変数）を用いた中心性関数としてのv₂²{2} − v₂²{4}の二乗差を分析した。
• MCGにおける核子およびクォーク構成粒子モデルの両方を用いて、モデル結果とSTAR実験データを比較した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 イベントごとの初期空間的偏心率（ε）の揺らぎが、測定された楕円流（v₂）値にどの程度バイアスを及えるか。
• RQ2 実験データにおけるv₂{2}とv₂{4}の乖離が、非フロー効果ではなくεの揺らぎによって説明可能か。
• RQ3 v₂{4}/v₂{2}の中心性依存性が、核子とクォーク構成粒子のMCGモデル予測と比較してどのように異なるか。
• RQ4 v₂²{2} − v₂²{4}のN_W依存性のスケーリング行動が、非フロー効果か、揺らぎ駆動寄与か、どちらと整合性があるか。

主な発見

• 2粒子相関（v₂{2}）は、初期偏心率（ε）の揺らぎのため、真の楕円流を過大評価する。その結果、測定されたv₂値にバイアスが生じる。
• 4粒子および6粒子の積算量（v₂{4}、v₂{6}）は、εの揺らぎの高次モーメントに敏感であるため、真のv₂を低く評価する。
• STARが測定した実験的v₂{4}/v₂{2}比は、核子MCGモデルとクォークMCGモデルの予測の間にあるが、特に外縁部衝突で核子モデルとより一致している。
• v₂²{2} − v₂²{4}の中心性依存性は、定数非フロースケーリングよりも核子レベルのMCG揺らぎモデルによってより良く記述されており、揺らぎが主な寄与要因である可能性を示唆する。
• 観測されたv₂{m}/v₂{n}比は、εの揺らぎに基づくモデル予測と整合しており、このような揺らぎが追加の非フロー機構を必要とせずに、見かけの非フロー的振るまいを再現できることを示している。
• 本研究は、イベントごとのεの揺らぎが、v₂測定における顕著で重要な系統的バイアスの主要因である可能性を示しており、揺らぎ効果と真の非フロー寄与を区別するために、中心性関数としてのv₂{m}/v₂{n}比の報告が不可欠であると示唆している。