[论文解读] Rapidity and energy dependence of the electric charge correlations in A+A collisions at the SPS energies.

C. Alt, T. Anticic+60 more|arXiv (Cornell University)|Jan 1, 2013

High-Energy Particle Collisions Research被引用 1

一句话总结

本研究利用平衡函数方法，研究了在 SPS 能量下 A+A 碰撞中的电荷相关性，发现中 rapidity 区域的分布宽度随碰撞中心度增加而变窄，但在前向 rapidity 区域则无此现象。该变窄效应随能量增加而增强，直至达到 RHIC 和 SPS 能量水平，且仅包含夸克-部分子传输阶段的 AMPT 模型能重现此行为，证实了平衡函数对强子化时间的敏感性。

ABSTRACT

Results from electric charge correlations studied with the Balance Function method in A+A collisions from 20\\emph{A} to 158\\emph{A} GeV are presented in two different rapidity intervals: In the mid-rapidity region we observe a decrease of the width of the Balance Function distribution with increasing centrality of the collision, whereas this effect vanishes in the forward rapidity region. Results from the energy dependence study in central Pb+Pb collisions show that the narrowing of the Balance Function expressed by the normalised width parameter \ extit{W} increases with energy towards the highest SPS and RHIC energies. Finally we compare our experimental data points with predictions of several models. The hadronic string models UrQMD and HIJING do not reproduce the observed narrowing of the Balance Function. However, AMPT which contains a quark-parton transport phase before hadronization can reproduce the narrowing of the BF's width with centrality. This confirms the proposed sensitivity of the Balance Function analysis to the time of hadronization.

研究动机与目标

• 研究 SPS 能量下 A+A 碰撞中电荷相关性的快速度与能量依赖性。
• 确定平衡函数分布的宽度是否随碰撞中心度和快速度变化。
• 评估中心 Pb+Pb 碰撞中平衡函数变窄的能源依赖性。
• 通过实验数据与理论模型的对比，探究强子化机制。

提出的方法

• 在 20A 至 158A GeV 的一系列束流能量下，测量 A+A 碰撞中的电荷相关性。
• 应用平衡函数方法，提取两个快速度区间（中 rapidity 区域与前向 rapidity 区域）中电荷相关性分布的宽度。
• 通过比较不同碰撞中心度下的归一化宽度参数 W，分析中心度依赖性。
• 通过研究中心 Pb+Pb 碰撞中归一化宽度 W 随束流能量增加的变化，分析能量依赖性。
• 将实验结果与强子弦模型（UrQMD、HIJING）及包含夸克-部分子传输阶段的 AMPT 模型预测进行对比。

实验结果

研究问题

• RQ1 在中 rapidity 区域与前向 rapidity 区域，平衡函数的宽度如何随碰撞中心度变化？
• RQ2 在中心 Pb+Pb 碰撞中，随着束流能量增加，平衡函数宽度的变窄效应如何变化？
• RQ3 像 UrQMD 和 HIJING 这类强子弦模型能否重现随中心度增加而出现的平衡函数变窄现象？
• RQ4 包含夸克-部分子传输阶段的 AMPT 模型能否重现观测到的平衡函数宽度在能量与中心度上的依赖性？
• RQ5 观测到的平衡函数行为对重离子碰撞中强子化时机有何启示？

主要发现

• 在中 rapidity 区域，平衡函数的宽度随碰撞中心度增加而减小，表明在高多重态下电荷相关性更强。
• 这种中心度依赖的变窄效应在前向 rapidity 区域消失，表明强子化机制具有快速度依赖性。
• 能量依赖性研究表明，平衡函数的变窄（以归一化宽度参数 W 衡量）随束流能量增加而增强，直至达到最高的 SPS 和 RHIC 能量。
• UrQMD 和 HIJING 模型无法重现随中心度增加而出现的平衡函数变窄现象。
• 仅包含强子化前夸克-部分子传输阶段的 AMPT 模型成功重现了实验数据，证实了平衡函数对强子化时间的敏感性。