宇宙史拠点実習 最終報告会 p+p衝突におけるQGP的性質の研究 高エネルギー原子核実験 梶谷 緑 研究概要 クォーク・グルオンプラズマ （QGP） – 通常クォークは強い束縛状態 にあって単独で動き回る事が できない – 高温高密度状態になると クォークとグルオンが自由に 動き回れる状態になる p+p衝突 • QGPの研究には金などの 重イオンの衝突実験が用 いられる • LHCでの14TeVのp+p衝 突実験 • p+p衝突でQGP的性 質がどのように見られ るか PYTHIAを用いてシュミレー ションを行う QuickTimeý Dz êLí£ÉvÉçÉOÉâÉÄ Ç™Ç±ÇÃÉsÉNÉ`ÉÉǾå©ÇÈǞǽDžÇÕïKóvÇÇ• ÅB o 楕円的方位角異方性 衝突が非中心衝突だった場合， 衝突関与部はアーモンド型にな る。 これにより、生成粒子が反応 平面の方位角に対し一様に放 出されない。 多い 粒子生成 o Jet v2=＜cos(2*(φ-ψ))＞ QuickTimeý Dz êLí£ÉvÉçÉOÉâÉÄ Ç™Ç±ÇÃÉsÉNÉ`ÉÉǾå©ÇÈǞǽDžÇÕïKóvÇÇ• ÅB jet 少ない クォーク対が２体衝突を起こ し、高い運動量を持って、互い に逆向きに飛び出してくる現象。 jetが高密度な物質中を通り 抜けるとエネルギーを失う →新たな粒子を生成する 衝突の種類 o Hard collision QuickTimeý Dz êLí£ÉvÉçÉOÉâÉÄ Ç™Ç±ÇÃÉsÉNÉ`ÉÉǾå©ÇÈǞǽDžÇÕïKóvÇÇ• ÅB jetをともなう粒子生成が 起こるcollision o Soft collision Thermal emission, Quark recombinationなどによって 粒子生成が起こる QuickTimeý Dz êLí£ÉvÉçÉOÉâÉÄ Ç™Ç±ÇÃÉsÉNÉ`ÉÉǾå©ÇÈǞǽDžÇÕïKóvÇÇ• ÅB Hardの方が高いpTを持つ 粒子が多い Softはmultiplicityの依存性 が大きい事がわかる 方位角異方性 楕円的方位角異方性は反応平 面での方位角を考える どうやって反応平面を決めるか v2=＜cos(2*(φ-ψ))＞ φ ψ x 反応平面 各イベントごとに一番高いpTを 持つ粒子を探す その粒子の角度を基準として 各粒子の角度φ’を決める High pT φ’ 方位角異方性 ＜cos(2*φ’)＞を求める ψ x 結果１ Hard QuickTimeý Dz êLí£ÉvÉçÉOÉâÉÄ Ç™Ç±ÇÃÉsÉNÉ`ÉÉǾå©ÇÈǞǽDžÇÕïKóvÇÇ• ÅB Soft QuickTimeý Dz êLí£ÉvÉçÉOÉâÉÄ Ç™Ç±ÇÃÉsÉNÉ`ÉÉǾå©ÇÈǞǽDžÇÕïKóvÇÇ• ÅB • HardとSoftのφ’分布 • それぞれのcollisionを multiplicityによって分けた • Hardの方が大きく異方性がみら れる jetによる方位角の異方性 • multiplicityの小さい方が異方性 が大きい たくさんjetが生成されると異方性 が打ち消される QuickTimeý Dz êLí£ÉvÉçÉOÉâÉÄ Ç™Ç±ÇÃÉsÉNÉ`ÉÉǾå©ÇÈǞǽDžÇÕïKóvÇÇ• ÅB 結果2 方位角異方性の – pT依存性 – rapidity依存性 – multiplicity依存性 QuickTimeý Dz êLí£ÉvÉçÉOÉâÉÄ Ç™Ç±ÇÃÉsÉNÉ`ÉÉǾå©ÇÈǞǽDžÇÕïKóvÇÇ• ÅB • どちらのcollisionもhigh pT 領域で高い異方性を示す • Hardからjetのrapidity方向 の広がりを見る事ができる • Hardからmultiplicityの依 存性が見られるが、Softは あまり依存性が見られない 2粒子相関 各イベントにおいて２つの粒子を 持ってくる 持ってくる粒子はすべての組み 合わせを考える 粒子１、粒子２からφ1-φ2を求め て＜cos(2*(φ1-φ2))＞を計算 2GeV<pT1<3GeV 2GeV<pT2<3GeV QuickTimeý Dz êLí£ÉvÉçÉOÉâÉÄ Ç™Ç±ÇÃÉsÉNÉ`ÉÉǾå©ÇÈǞǽDžÇÕïKóvÇÇ• ÅB • jet同士は相関がない • jetのシグナルとバックグラウン ドの関係は1/x 1/(x^n)でFit Jetによる異方性が強いと考え られるグラフはn=1でよくfitでき ていることがわかる 5GeV<pT1 2GeV<pT2<3GeV QuickTimeý Dz êLí£ÉvÉçÉOÉâÉÄ Ç™Ç±ÇÃÉsÉNÉ`ÉÉǾå©ÇÈǞǽDžÇÕïKóvÇÇ• ÅB High pT を基準にして 計算したもの QuickTimeý Dz êLí£ÉvÉçÉOÉâÉÄ Ç™Ç±ÇÃÉsÉNÉ`ÉÉǾå©ÇÈǞǽDžÇÕïKóvÇÇ• ÅB 実験データとの比 較 RHICで行われたPOBOS実験の 結果と比較 Pythiaでp+p衝突の200GeVと 14000GeVを計算 Hard+Soft collision • 200GeVを比べると分布の形 はほぼ同じ様子 • 200GeVCu+Cu衝突よりも異 方性は小さい • 200GeVと14000GeVを比べ ると14000GeVの方が異方性 が大きい QuickTimeý Dz êLí£Év ÉçÉOÉâÉÄ Ç™Ç±ÇÃÉsÉNÉ`ÉÉǾå©ÇÈǞǽDžÇÕïKóvÇÇ• ÅB QuickTimeý Dz êLí£ÉvÉçÉOÉâÉÄ Ç™Ç±ÇÃÉsÉNÉ`ÉÉǾå©ÇÈǞǽDžÇÕïKóvÇÇ• ÅB QuickTimeý Dz êLí£ÉvÉçÉOÉâÉÄ Ç™Ç±ÇÃÉsÉNÉ`ÉÉǾå©ÇÈǞǽDžÇÕïKóvÇÇ• ÅB 結論 o PythiaによってHardとSoftを分けたイベントを作り 比較した。 o Hardのcollisionからjetによる方位角異方性が確 認できた。 o ２粒子相関で選ぶ粒子の運動量を変える事によっ て、方位角異方性の変化を見る事ができた。 o 実験データと比べる事によってp+p衝突による異方 性は重イオンの衝突よりも小さいと予測できた。 • High pTのphiを基 準として角度を変え るかどうか • hard QuickTimeý Dz êLí£ÉvÉçÉOÉâÉÄ Ç™Ç±ÇÃÉsÉNÉ`ÉÉǾå©ÇÈǞǽDžÇÕïKóvÇÇ• ÅB • Softの場合 QuickTimeý Dz êLí£ÉvÉçÉOÉâÉÄ Ç™Ç±ÇÃÉsÉNÉ`ÉÉǾå©ÇÈǞǽDžÇÕïKóvÇÇ• ÅB ２粒子相関 Hard & Soft QuickTimeý Dz êLí£ÉvÉçÉOÉâÉÄ Ç™Ç±ÇÃÉsÉNÉ`ÉÉǾå©ÇÈǞǽDžÇÕïKóvÇÇ• ÅB QuickTimeý Dz êLí£ÉvÉçÉOÉâÉÄ Ç™Ç±ÇÃÉsÉNÉ`ÉÉǾå©ÇÈǞǽDžÇÕïKóvÇÇ• ÅB QuickTimeý Dz êLí£ÉvÉçÉOÉâÉÄ Ç™Ç±ÇÃÉsÉNÉ`ÉÉǾå©ÇÈǞǽDžÇÕïKóvÇÇ• ÅB QuickTimeý Dz êLí£ÉvÉçÉOÉâÉÄ Ç™Ç±ÇÃÉsÉNÉ`ÉÉǾå©ÇÈǞǽDžÇÕïKóvÇÇ• ÅB
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