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Azimuthal distribution (方位角分布)
QGPは実現したか?~RHIC加速器でのQGP探索~ QGPとは何か 原子核は核子(陽子と中性子)からなり、核子の中には強い相互作用をする粒子、クォークとグルーオンがつまっている。 クォークやグルーオンは、強い相互作用をする粒子“ハドロン”の中に閉じ込められているが、物質が高温・高密度の状態になると開放されて自由に動けるようになる。 このクォークとグルーオンのスープのような状態を Quark Gluon Plasma (QGP) という 。 Big Bang の10マイクロ秒後の宇宙はこのような状態であったと考えられている。 QGPを実現するには RHICでQGPを確認する 高エネルギー重イオン・重イオン衝突実験でQGPが 実現されることが期待されている 衝突により発生した jet を観測する。 energy loss jet 衝突型(RHIC) QGPが生成した場合 静止標的(CERN-SPS) 静止 散乱されたクォークやグルーオンはカラー電荷密度が高い領域を通るため、グルーオンの制動放射によりエネルギーを損失する。 中心からのjet は吸収され、周辺からの jet のみが観測される。 高エネルギー 密度状態 (QGP) 原子核を 加熱圧縮 u・dが主 対を 多く含む この jet は 吸収される jet 高密度 高温 QGPが生成しない場合に比べ、 観測される jet の量が減る (jet quenching) 冷えてハドロンの 固まりに two particles azimuthal distribution を観測すると、 で生成量 が抑制される(中心へ向かう jet は 吸収されるため) CERN NA50 ExpでQGPの有力な証拠を発見(2000年)。 衝突型ではまだ。 Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) STAR 検出器 PHENIX検出器 RHICでの結果 (2000~2003) d-Au 衝突(QGPは生成されない)と、Au-Au衝突(QGP生成が期待)の結果を比較 d-Au Azimuthal distribution (方位角分布) Jet の観測(hadronのPT分布) nucler modification factor Au-Au 異なる質量数の原子核を比べるために、衝突で発生した jetの生成量を核子-核子衝突あたりの生成量に換算たもの Au-Au 衝突では d-Au 衝突に比べ jet の生成量が少ない 縦軸: (規格化したハドロンの生成量) 横軸: (同じ場所から発生した2つのjetの間の角度) jet quenching 縦軸:RAB 横軸:PT(ビームに対して横方向の運動量) nucl-ex/ (観測されたのはRHICが初めて) 上図:d-AuとAu-Auの比較 下図:Au-Auでのπ0とcharged hadron の 比較 反応領域のカラー電荷密度 が高い QGPを示唆 Au-Au 衝突では の 付近でハドロンの生成量が 抑制されている。 jet の片方が反応領域(QGP ?) で吸収されたと解釈される nucl-ex/ まとめ これからの実験 RHIC加速器での d-Au, Au-Au 衝突実験の結果の比較から、Au-Au衝突でカラー電荷密度の高い領域が生成されたことがわかった。 Heavy Quark State の観察 電磁気的な Probe 閉じ込めの解消を確認 熱的放射の観測 QGPを示唆。より詳しい研究が必要。
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