高エネルギー重イオン衝突実験 PHENIXにおける 光子崩壊を用いた低質量ハドロン探索

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1 高エネルギー重イオン衝突実験 PHENIXにおける 光子崩壊を用いた低質量ハドロン探索
広島大学理学研究科 大内田　美沙紀 for the PHENIX Collaboration

2 OUTLINE Introduction Experimental Method &Data Set Feasibility Study
Simulation Multiplicity effect Efficiency Real Data Analysis Summary&Outlook 2006 9/21 JPS Misaki Ouchida

3 Introduction 重イオン衝突→相転移→化学平衡 カイラル対称性の回復に伴って ハドロンが質量を失う signal
hep-ph/ v1 高温パートン非束縛状態 重イオン衝突→相転移→化学平衡 カイラル対称性の回復に伴って ハドロンが質量を失う signal 高温パートン非束縛相(fireball)内で 崩壊するハドロンの一つ、 (分岐比8.9%) を用いて研究する ～利点～ ・分岐比がω→e+e-の千倍 ・ρメソンとの区別がつきやすい ・φメソンよりも短寿命 ~10fm/c fireball 46fm/c 2006 9/21 JPS Misaki Ouchida life time: 23fm/c

4 Experimental Method & Data Set
PHENIX 実験＠BNL (RHIC) 金＋金衝突実験データ（1.5G 衝突事象） (Run4 03~04 衝突重心系エネルギー200GeV) ①任意の　 と　 を使って不変質量を組む ②　　　を選択する（２σの範囲） ③ 　 　とそれ以外の　 の不変質量を組む 電磁カロリーメータ How many s? ~300 per event How many candidate? ~90 per event How many candidate? ~90×300 ･･･ ･･･ 2006 9/21 JPS Misaki Ouchida

5 Simulation 2006 9/21 JPS Misaki Ouchida 単粒子発生シミュレーション､GEANT 3を用いて
粒子を発生、崩壊させ、検出器で捕らえる 1.5Mのωを発生、 再構成する count Single omega 多重度の高い実際の環境では 観測される質量分布にどのような影響があるか？ 0.78 [GeV/c^2] 1事象に１ωがいると仮定して、 1.5M 衝突事象の実際に取れた データに埋め込む Real Data(Au+Au) count バック グラウンド どれくらいの検出効率、S/N があるか？ 質量分布に変化があるか？ (周辺衝突) 2006 9/21 JPS Misaki Ouchida

6 ωの質量幅は広がり、中心値は高い方にずれるが、その割合は見積もることはできる
Multiplicity effect バック グラウンドを取り除く count 質量中心値-0.782[GeV/c^2] 質量幅[GeV/c^2] 重イオン衝突における多重性の効果 衝突中心度 生成粒子数が多い状況の中で見ると、 ωの質量幅は広がり、中心値は高い方にずれるが、その割合は見積もることはできる 0~20% 20~60% 60~92% 2006 9/21 JPS Misaki Ouchida

7 Efficiency 検出効率＝ 検出効率 検出したωの数（2σの範囲） 出射したωの数
多重性の効果により 衝突中心度の 高い領域において は検出効率は 下がることが分かる。 この手法は実際の 多重度の高い環境の 中での正確な検出効率 と言える。 S/Nが十分に良ければ ω検出に問題ないと 考えられる。 2006 9/21 JPS Misaki Ouchida

8 Real Data Analysis ~300M events (Au+Au)(全統計のうち1/5が解析済み) S/N ~ 30/1000
p+p衝突実験から算出 されたω生成断面積 と先の検出効率から、 右図においてωは 数十個含まれていると 考えられる 周辺衝突 pT >5.5[GeV/c] S/N ~ 30/1000 全統計では･･･ S/N ~ 150/5000 2006～2008年 更に８倍の統計が期待される 2006 9/21 JPS Misaki Ouchida

9 Summary&Outlook 　本研究では　　　　に着目し、実現性を示すためシミュレーションを行い、重イオン衝突実験における多重性の効果と検出効率を見積もった。その結果、中心衝突においてもωの観測や検出効率に大きな影響はないと言える。S/Nを含めて考えると、周辺衝突で横運動量の大きいAu+Au衝突実験データにおいてωを同定することが可能であると考えられる。 ～これから～ ・ Au+Au衝突実験データの全統計解析結果に期待 ・S/N比を上げるための工夫（３photonの組み合わせ等） ・ Run5( data)Cu+Cu衝突実験解析 ・Run７( data)orRun8( data)における8倍の　Au+Au衝突実験データ解析 2006 9/21 JPS Misaki Ouchida

10 Back up!

11 ω andρare hard to separated if analyzing via e+e- decay mode
Phys.Rev.Lett.75(1995)1272 Invariant mass spectra of dileptons as measured by CERES collaboration 2006 9/21 JPS Misaki Ouchida

12 0-20% 20-60% 60-92% single embed omega pt 2006 9/21 JPS Misaki Ouchida

13 2006 9/21 JPS Misaki Ouchida According to the number of cluster
シミュレーション からの電磁シャワー バックグラウンド According to the centrality バックグランドの影響に より検出アルゴリズムの 仮定でまれにシャワーが 二つに見える 2006 9/21 JPS Misaki Ouchida

14 <Npart> of Au+Au
Nucl.Phys.A774: ,2006 Scale this using <Npart> of Au+Au <Npart> Au+Au( %)~14.5 Raw count*1/eff*1/pt*1/2π*1/Nevt:30B Expected Au+Au Invariant Yield(peripheral 5~6GeV):~5*10^-6 = Raw Count *eff:0.06*1/pT*1/Nevt:300M 2006 9/21 JPS Misaki Ouchida