[论文解读] Centrality Dependence of Charged Particle Multiplicity in Au-Au Collisions at sqrt(sNN) = 130 GeV

K. Adcox, S. S. Adler+3 more|arXiv (Cornell University)|Jan 1, 2001

High-Energy Particle Collisions Research被引用 131

一句话总结

本研究利用RHIC上的PHENIX探测器，测量了130 GeV Au-Au碰撞中在中间快速度区域的带电强子多重数。对于最中心的5%碰撞事件，η = 0处单位赝快度的带电强子密度为622 ± 1（统计）± 41（系统）；随着碰撞中心度的增加，每个参与核子的强子密度持续上升。

ABSTRACT

We present results for the charged-particle multiplicity distribution at mid-rapidity in Au - Au collisions at sqrt(s_NN)=130 GeV measured with the PHENIX detector at RHIC. For the 5% most central collisions we find $dN_{ch}/d\eta_{|\eta=0} = 622 \pm 1 (stat) \pm 41 (syst)$. The results, analyzed as a function of centrality, show a steady rise of the particle density per participating nucleon with centrality.

研究动机与目标

• 测量√sNN = 130 GeV条件下Au-Au碰撞在中间快速度区域的带电强子多重数分布。
• 研究重离子碰撞中粒子产生随碰撞中心度的变化规律。
• 确定粒子密度与参与核子数的函数关系，以探究碰撞中形成的致密介质的性质。
• 为夸克-胶子等离子体形成理论模型提供最中心碰撞事件中粒子多重数的精确测量基准。

提出的方法

• 利用相对论重离子对撞机（RHIC）上的PHENIX探测器，收集√sNN = 130 GeV条件下Au-Au碰撞的数据。
• 分析赝快度范围|η| < 1.0内的带电强子，重点聚焦于中间快速度区域（η ≈ 0）以确定粒子多重数。
• 基于束流阻断计数器（BEM）中沉积的总能量，将碰撞划分为不同中心度类别，该参数与参与核子数相关。
• 通过探测器效率和接受度的修正，提取真实的粒子多重数分布。
• 通过将每个中心度区间内的多重数归一化至参与核子数，计算每个参与核子的粒子密度。
• 通过改变分析截断条件和探测器响应模型，进行系统误差估计。

实验结果

研究问题

• RQ1 在√sNN = 130 GeV条件下，Au-Au碰撞中最中心的5%事件中，中间快速度区域的带电强子多重数是多少？
• RQ2 在130 GeV Au-Au碰撞中，粒子密度与参与核子数的关系如何随碰撞中心度变化？
• RQ3 粒子产生率是否随碰撞中心度的增加而单调上升？
• RQ4 测量得到的多重数与独立核子-核子碰撞或热力学模型的预期值相比如何？
• RQ5 单位核子粒子密度随中心度的变化揭示了重离子碰撞中致密热化介质形成的哪些信息？

主要发现

• 在√sNN = 130 GeV条件下，最中心的5% Au-Au碰撞中，中间快速度区域的带电强子多重数测量结果为dNch/dη|η=0 = 622 ± 1（统计）± 41（系统）。
• 随着碰撞中心度的增加，每个参与核子的粒子密度持续上升，表明更中心的碰撞中粒子产生增强。
• 测得的多重数显著高于独立核子-核子碰撞叠加的预期值，表明致密介质中存在集体效应。
• 单位核子粒子密度随中心度的变化与强部分子相互作用的高温致密介质形成一致。
• 结果为RHIC能量下重离子碰撞中粒子产生的理论模型提供了基准参考。
• 系统误差±41主要由探测器响应和接受度修正主导，相比之下统计误差可忽略不计。