[論文レビュー] Isospin correlations in high-energy heavy-ion collisions

M. Martinis, Vesna Mikuta-Martinis+2 more|University of Zagreb University Computing Centre (SRCE)|Jan 4, 1995

High-Energy Particle Collisions Research被引用数 3

ひとこと要約

本論文は、半古典的場を用いたπ中間子生成のモデル化を通じて、高エネルギー重イオン衝突におけるアイソスピンフラクチュエーションを調査している。直接放出とアイソベクトル対生成の両方を含む。その結果、アイソスピンフラクチュエーションが顕著になるのは、アイソベクトル対生成を除く直接π中間子生成のみであることが示された。これは、衝突パrameter空間における連関確率関数と相関パラメータを通じて明らかになった。

ABSTRACT

We study the posibility of large isospin fluctuations in high-energy heavy-ion collisions by assuming that pions are produced semiclassically both directly and in pairs through the isovector channel. The leading-particle effect and the factorization property of the scattering amplitude in the impact parameter space are used to define the classical pion field. In terms of the joint probability function $P_{II_{3}}(n_{0},n_{\_})$ for producing $n_{0}$ neutral and $n_{\_}$ negative pions from a definite isospin state $II_{3}$ of the incoming leading-particle system we calculate the two pion correlation parameters $f_{2,n_{\_}}^{0}$ and the average number of neutral pions $(< n_{0} >_{n_{\_}})$ as a function of negative pions $(n_{\_})$ produced. We show that only direct production of pions without isovector pairs leads to large isospin fluctuations.

研究の動機と目的

• 高エネルギー重イオン衝突における大きなアイソスピンフラクチュエーションの可能性を調査すること。
• 半古典的枠組み内において、直接放出とアイソベクトル対生成を含むπ中間子生成メカニズムをモデル化すること。
• 衝突パrameter空間における、リーディング粒子効果と散乱振幅の分解能の役割を分析すること。
• 明確なアイソスピン状態からの中性および負のπ中間子生成のための連関確率関数 $ P_{II_{3}}(n_0, n_-) $ を導出すること。
• 二粒子相関パラメータ $ f_{2,n_-}^0 $ と平均中性π中間子多重度 $ \langle n_0 \rangle_{n_-} $ を用いてアイソスピン相関を定量化すること。

提案手法

• リーディング粒子効果と衝突パrameter空間における散乱振幅の分解能に基づく、π中間子場の半古典的記述を仮定する。
• 初期アイソスピン状態 $ II_3 $ からの $ n_0 $ 個の中性および $ n_- $ 個の負のπ中間子生成を記述するため、連関確率関数 $ P_{II_{3}}(n_0, n_-) $ を使用する。
• 分解能の性質を応用して、直接π中間子生成とアイソベクトル対生成の寄与を分離する。
• 二粒子相関パラメータ $ f_{2,n_-}^0 $ を $ n_- $ の関数として計算し、アイソスピン相関を定量化する。
• 負のπ中間子生成数に条件づけた平均中性π中間子多重度 $ \langle n_0 \rangle_{n_-} $ を評価する。
• アイソベクトル対生成の有無を比較することで、アイソスピンフラクチュエーションの原因を特定する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 半古典的π中間子生成モデル下で、高エネルギー重イオン衝突において大きなアイソスピンフラクチュエーションが生じ得るか？
• RQ2 直接π中間子生成とアイソベクトル対生成は、アイソスピン相関にどのように異なる寄与をするか？
• RQ3 リーディング粒子効果と振幅分解能は、連関π中間子多重度分布の形をどのように規定するか？
• RQ4 相関パラメータ $ f_{2,n_-}^0 $ と $ \langle n_0 \rangle_{n_-} $ は、負のπ中間子数 $ n_- $ にどのように依存するか？
• RQ5 どのような条件下で系が顕著なアイソスピンフラクチュエーションを示すか？

主な発見

• 大きなアイソスピンフラクチュエーションは、アイソベクトル対生成を除く直接π中間子生成が行われる場合にのみ観測される。
• アイソベクトル対生成の導入は、$ f_{2,n_-}^0 $ と $ \langle n_0 \rangle_{n_-} $ の挙動によって示されるように、顕著なアイソスピンフラクチュエーションを抑制する。
• アイソベクトル対生成が含まれる場合、相関パラメータ $ f_{2,n_-}^0 $ は小さく保たれ、弱いアイソスピン相関を示す。
• アイソベクトル対生成が存在しない場合にのみ、平均中性π中間子多重度 $ \langle n_0 \rangle_{n_-} $ は $ n_- $ に強く依存する。
• 連関確率関数 $ P_{II_{3}}(n_0, n_-) $ は、アイソスピンフラクチュエーションが生成メカニズム、特に直接放出の優位性に敏感であることを明らかにする。
• 結果は、π中間子生成におけるアイソスピン非保存効果が、主にアイソベクトルチャネルを介した対生成ではなく、直接放出過程によって駆動されているという結論を支持する。