[论文解读] Probing Cold and Hot, Dense Nuclear Media Via High-p$_{T}$ Jets with Di-hadron and gamma-hadron Correlations at PHENIX

N. Grau|arXiv (Cornell University)|Nov 23, 2005

High-Energy Particle Collisions Research被引用 4

一句话总结

本研究通过RHIC中p+p、d+Au、Cu+Cu和Au+Au碰撞中的高pT双强子关联与γ-强子关联，探究了冷核物质与热密核物质中喷注的修改。研究发现：d+Au中双喷注的非共面性最小，Au+Au在高pT下保持一致的喷注宽度，且喷出侧关联中的分裂角随碰撞中心度变化，并与Npart成比例，表明在低pT下存在介质诱导的喷注结构，同时在中心Au+Au碰撞中发现了快中子-强子关联的证据。

ABSTRACT

With the recent high statistics Au+Au and Cu+Cu runs at RHIC, it has become possible to systematically study jet properties in several different colliding systems with potentially different final state interactions. In this talk we present results from high-pT di-hadron and gamma-hadron correlations from p+p, d+Au, Cu+Cu, and Au+Au collisions where jets in vacuum, cold nuclear matter, and hot, dense nuclear matter are studied.

研究动机与目标

• 通过高pT关联研究真空（p+p）、冷核物质（d+Au）以及热密核物质（Cu+Cu、Au+Au）中的喷注性质。
• 确定由于冷核物质中多次散射导致的喷注非共面性是否如Cronin增强所预测的那样在冷核物质中增加。
• 研究A+A碰撞中喷出侧喷注形状的修改，特别是低pT下分裂角的出现。
• 评估介质诱导辐射（如马赫锥）在塑造喷出侧关联中的作用。
• 识别并量化快中子-强子关联，作为探测热密物质中喷注能量损失的清晰探针。

提出的方法

• 通过C(Δϕ) = (dN_real/dΔϕ) / (dN_mix/dΔϕ) 测量双粒子关联函数，以校正探测器非均匀接受度的影响。
• 将关联函数归一化为每触发事件，以实现在不同体系和pT范围之间的比较。
• 通过在Δϕ = π ± D处拟合两个对称高斯函数，提取喷出侧关联中的分裂角D。
• 将角度D参数化为D(Δϕ) = [exp(−(Δϕ−π−D)²/(2w²)) + exp(−(Δϕ−π+D)²/(2w²))]，其中w由数据固定。
• 利用包含快中子触发的近侧产额与π⁰触发的近侧产额之比，推断中心Au+Au碰撞中快中子的分数。
• 在不同碰撞体系（Cu+Cu、Au+Au）和能量（200 GeV、62 GeV）下测试Npart比例关系，以探测普遍的介质效应。

实验结果

研究问题

• RQ1 由于冷核物质中多次散射，d+Au中的喷注非共面性是否相比p+p有所增加？
• RQ2 在高pT下，Au+Au和Cu+Cu中的喷出侧喷注宽度与p+p相比如何？
• RQ3 在中心A+A碰撞中，喷出侧关联的分裂角D是否与Npart成比例？
• RQ4 分裂角D是否与碰撞能量无关，表明存在普遍的介质效应？
• RQ5 中心Au+Au中γ-强子关联在多大程度上由快中子主导，表明喷注能量损失？

主要发现

• 在p+p与d+Au之间未观测到双喷注非共面性的显著差异，限制了冷核物质对喷注几何形状的影响。
• 在高pT（>5 GeV）下，Au+Au中的喷出侧喷注宽度与p+p一致，表明高动量下修改程度最小。
• 在中心Au+Au和Cu+Cu碰撞中，低pT下出现分裂角D，且D随中心度从外围到中心平滑增加，并在中心区域趋于饱和。
• 在Cu+Cu和Au+Au体系中，分裂角D与Npart成比例，表明存在普遍的介质依赖效应。
• D参数与碰撞能量（200 GeV与62 GeV）无关，支持其源于介质而非动量动力学效应。
• 包含快中子触发的近侧产额与π⁰触发的近侧产额之比随中心度减小，与中心Au+Au碰撞中快中子分数增加一致。