[論文レビュー] Resonance Absorption and Regeneration in Relativistic Heavy Ion Collisions

Sascha Vogel, Marcus Bleicher|ArXiv.org|May 10, 2005

High-Energy Particle Collisions Research被引用数 6

ひとこと要約

本稿では、UrQMD輸送モデルを用いて相対論的重イオン衝突における共鳴再生成と吸収を調査し、後段階のハドロン的相互作用が再構成可能な共鳴の生成に顕著な影響を与えることを示している。強いΔ(1232)共鳴の再生成（最大30％の直接的再生成）が、観測された中心性依存性を持つΔ⁺⁺/p比の増大を説明しており、ρおよびΦの再生成は運動的制約と断面積の制限により弱い。

ABSTRACT

The regeneration of hadronic resonances is discussed for heavy ion collisions at SPS and SIS-300 energies. The time evolutions of Delta, rho and phi resonances are investigated. Special emphasize is put on resonance regeneration after chemical freeze-out. The emission time spectra of experimentally detectable resonances are explored.

研究の動機と目的

• 重イオン衝突における共鳴生成の理論的予測と実験データの乖離を理解すること。
• 化学的凍結後期のハドロン的相互作用が再構成可能な共鳴スペクトルをどのように変化させるかを調査すること。
• Pb+Pb衝突における短寿命共鳴（Δ(1232)、ρ(770)、Φ(1020)）の再生成および吸収効果を定量化すること。
• 共鳴再生成が観測された中心性依存性を持つΔ⁺⁺/p比の増大およびK*⁰/K比の抑制を説明できるかどうかを特定すること。
• 再生成および吸収を含めた場合に、熱力学的モデルが共鳴生成をどの程度適切に記述できるかを評価すること。

提案手法

• UrQMD輸送モデルを用いて、SPSおよびSIS-300エネルギーでのPb+Pb衝突をシミュレートし、完全なハドロン的再散乱および共鳴ダイナミクスを含める。
• 再構成可能な共鳴の生成時刻を特定するために、共鳴生成量と崩壊時間分布の時間発展を追跡する。
• すべての共鳴が化学的凍結時（6 fm/c）で崩壊するように変更したシミュレーションを標準シミュレーションと比較し、再生成効果を分離する。
• 共鳴の崩壊生成物がその後の相互作用で同じ共鳴を再形成する場合に、直接的再生成を特定する。
• Δ⁰₁₂₃₂、ρ⁰₇₇₀、Φ₁₀₂₀の急速度および崩壊時間分布を分析し、放出時刻と生存確率を評価する。
• 158 AGeVおよび30 AGeVでの結果を比較し、バリオン密度およびエネルギーが再生成効率に与える影響を調査する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 化学的凍結後期のハドロン的再散乱が、Δ(1232)共鳴をどの程度再生成し、その検出可能な生成量に影響を与えるか？
• RQ2 なぜΔ⁺⁺/p比は中心性に伴い増大するのか、熱力学的モデルの予測とは逆であるのか？
• RQ3 ρ(770)、Δ(1232)、Φ(1020)共鳴における再生成および吸収ダイナミクスの違いは何か？
• RQ4 再構成可能な共鳴の何パーセントが初期生成ではなく、後段階の相互作用によって生成されるのか？
• RQ5 K*⁰/KおよびΛ*比の観測された抑制は、ハドロン相における再生成および吸収効果によって説明可能か？

主な発見

• Δ(1232)共鳴は強い再生成を示し、最大で30％の崩壊共鳴がその後の相互作用で直接再形成され、10–12 fm/cの時点でピークに達する。
• 158 AGeVの中心的Pb+Pb衝突において、再構成可能なΔ⁰₁₂₃₂生成量は最終状態の吸収により3倍程度抑制されるが、完全な再生成により約6 fm/c後に生成量が回復する。
• ρ(770)共鳴はエネルギー依存性の断面積および遅い段階でのππ密度が低いため、弱い再生成（10–15％の直接的再生成）を示す。
• Φ(1020)中間子は再生成が限定的で、30 fm/c経過後でも40％の欠損が残る。これはKK密度が低く、幅が小さいためK K → Φ反応が抑制されるためである。
• 再構成可能なΔ⁰₁₂₃₂およびρ⁰₇₇₀の共鳴は主に遅い段階（t ≥ 10 fm/c）で崩壊しており、これは最終膨張段階で生成されたことを示している。
• 共鳴生成量の時間発展を解析したところ、Δ(1232)再生成プロセスは頑健であり、観測された中心性依存性を持つΔ⁺⁺/p比の増大を十分に説明できる。