[論文レビュー] Neutral strange particle production at mid unit rapidity in p+p collisions at sqrt(s) = 200 GeV

J. R. Adams, M. Heinz|ArXiv.org|Mar 12, 2004

High-Energy Particle Collisions Research被引用数 4

ひとこと要約

本論文は、RHICのSTAR検出器を用いて、√s = 200 GeVにおけるp+p衝突における中性 strange 粒子（K⁰ₛ、Λ、Λ̄）生成の最初の高統計測定を報告する。スペクトルに二成分フィット（低pₜではmₜの指数関数的依存、高pₜではpₜの指数関数的またはべき乗則的依存）を適用した結果、平均横運動量⟨pₜ⟩がイベント多重度とともに増加することが明らかとなり、ジェット断片化などのハード過程からの寄与が増大していることが示唆された。

ABSTRACT

We briefly discuss the methods of analysing reconstructed neutral strange particles in p+p collision data measured at sqrt(s) = 200 GeV taken using the Solenoidal Tracker At RHIC (STAR) detector. We present spectra for K0 short, lambda and anti-lambda as a function of pT and multiplicity, and compare to previous high energy p+pbar collision data. The two component nature of the spectra suggests contributions from hard and soft processes, and the observed increase of mean pT with multiplicity indicates a growing contribution from the hard processes. The work described herein was presented as a poster at the Quark Matter 2004 conference.

研究の動機と目的

• √s = 200 GeVにおけるp+p衝突における中性 strange 粒子（K⁰ₛ、Λ、Λ̄）の包括的生成断面積を中間ラピディティ領域で測定すること。
• 重イオンデータと比較するための、基本的衝突における strange 粒子生成のベースラインを確立し、クォーク-グルーオンプラズマのシグネチャーを解明すること。
• イベント多重度に依存する strange 粒子スペクトルの依存性を調査し、ソフトおよびハード過程からの寄与を特定すること。
• UA5およびUA1の過去のp+p̄データと比較して、初期状態におけるネットバリオン数の粒子生成への寄与を評価すること。

提案手法

• 崩壊遷移の追跡（Λ → p + π⁻、Λ̄ → p̄ + π⁺、K⁰ₛ → π⁺ + π⁻）を用いて中性 strange 粒子（V0）を再構築した。
• 粒子識別に特定のイオン化エネルギー損失（dE/dx）を用い、組み合わせ的バックグラウンドを抑制するためのトポロジカルカットを適用した。
• 主頂点およびV0再構築効率補正のため、モンテカルロ埋め込み法を適用した。
• Ξ⁻生成断面積の事前測定値を用いて、ΛおよびΛ̄のフィードダウン補正を実施した。
• 二成分モデルをスペクトルにフィットした：低pₜ領域ではmₜの指数関数的依存、高pₜ領域ではpₜの指数関数的依存（Λ、Λ̄）またはべき乗則的依存（K⁰ₛ）を採用した。
• 合成フィットを用いて全pₜ範囲にわたる積分により、全生成断面積（dN/dy）および⟨pₜ⟩を抽出した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 √s = 200 GeVにおけるp+p衝突におけるK⁰ₛ、Λ、Λ̄の横運動量スペクトルは、過去のp+p̄データとどのように異なるか？
• RQ2 スペクトル形状から示唆されるように、ソフトおよびハード過程が strange 粒子生成に果たす寄与は何か？
• RQ3 イベント多重度に応じて strange 粒子の平均横運動量⟨pₜ⟩はどのように変化するか？
• RQ4 初期状態におけるネットバリオン数は、粒子生成断面積および⟨pₜ⟩にどの程度の影響を及ぼすか？
• RQ5 フィードダウン補正および系誤差は、最終的な生成断面積および⟨pₜ⟩値にどのように影響を及えるか？

主な発見

• |y| ≤ 0.5におけるΛ + Λ̄のdN/dyは0.066 ± 0.004であり、誤差範囲内でUA5の0.08 ± 0.02と整合的である。
• Λ + Λ̄の⟨pₜ⟩は0.76 ± 0.05 GeV/cであり、UA5の0.8 +0.2/-0.14 GeV/cと整合的である。
• K⁰ₛの⟨pₜ⟩は0.60 ± 0.05 GeV/cであり、UA5の0.53 +0.08/-0.06 GeV/cと整合的である。
• 補正を施さないチャージドトラック多重度に応じて⟨pₜ⟩が増加しており、高多重度でハード過程からの寄与が増大していることが示唆される。
• 低pₜ領域は全多重度クラスにおいて支配的であるが、高pₜ領域の増幅は高多重度イベントでより顕著である。
• 高多重度イベントでは高pₜ領域におけるΛ/K⁰ₛ比が上昇しており、Λ生成がハード散乱過程でより好まれる傾向があることが示唆される。