JPS meeting, 22 Sep 1997

CERN SPS 中心衝突における化学平衡

金田　雅司for the NA44 collaboration

広島大学　理学研究科

① イントロダクション② K と　 p の　横方向質量分布 ③ 粒子比④ まとめと結論

Masashi Kaneta / Hiroshima univ. 2

JPS meeting, 22 Sep 1997

　 K-,K

+, p,p 比から議

論

•粒子比–粒子生成機構を反映している

•化学平衡に注目

シナリオ高エネルギー　原子核衝突

化学平衡状態？

熱平衡のフリーズ・アウト

イントロダクション

E x

p a

n s

i o n

温度： 130 ～ 150MeV

Masashi Kaneta / Hiroshima univ. 3

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I. G. Bearden1, H. Bøggild1, J. Boissevain2, J. Dodd3,

B. Erazmus4, S.Esumi5,A, C. W. Fabjan6, D. Ferenc7,

D. E. Fields2, A, Franz6, J.J.Gaardhøje1, O, Hansen1,

D. Hardtke8, H. van Hecke2, E. B. Holzer9,

T. Humanic8, P. Hummel9, B. V. Jacak2, R. Jayanti8,

M. Kaneta5, M. Kopytine2, M. Leltchouk3,

T.Ljubicic7, B. Lörstad10, N. Maeda5,B, A. Medvedev3,

M. Murray11, S. Nishimura5,C, H. Ohnishi5, G. Paic4,6,

S. U. Pandey8, F. Piuz6, J. Pluta4, V. Polychronakos12,

M. Potekhin3, G. Poulard6, A. Sakaguchi5,D,

J. Simmon-Gillo2, J. Schmidt-Sørensen10, W. Sondheim2,

M. Spegel9, T. Sugitate5, J. P. Sullivan2, Y. Sumi5,

W.J.Willis3, K. Wolf11, N. Xu2,E and D. S. Zachary8

A Now at Universität Heidelberg, Physikalisches Institut, 69120 Heidelberg, Germany.B Now at Department of Physics, Florida State University, Tallahassee, FL 32306-3016, USA.C Now at Institute of Physics, University of Tsukuba, Tsukuba, Ibaraki 305, Japan.D Now at Department of Physics, Osaka University, Toyonaka, Osaka 560, Japan.E Now at Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley, CA 94720, USA.

1 Niels Bohr Institute, DK-2100 Copenhagen, Denmark.2 Los Alamos National Laboratory, Los Alamos, NM 87545 USA.

3 Department of Physics, Columbia University, New York, NY 10027, USA.4 Nuclear Physics Laboratory of Nantes, 44072 Nantes, France.

5 Hiroshima University, Higashi-Hiroshima 739, Japan.6 CERN, CH-1211 Geneva 23, Switzerland.

7 Rudjer Boskovic Institute, Zagreb, Croatia.8 Department of Physics, Ohio State University, Columbus, OH 43210, USA.

9 Technical University, A-1040, Vienna, Austria.10 Department of Physics, University of Lund, S-22362 Lund, Sweden.

11 Texas A&M University, College Station, TX 77843, USA.12 Brookhaven National Laboratory, Upton, NY 11973, USA.

The NA44 Collaboration

Masashi Kaneta / Hiroshima univ. 4

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Masashi Kaneta / Hiroshima univ. 5

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粒子識別

• K と p についての例　

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NA44 アクセプタンス

Masashi Kaneta / Hiroshima univ. 7

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横方向質量分布

Inverse slope [MeV] dN/dy

K+

K-

pp

237±3 21.3±0.8 238±3 11.5±0.4303±6 25.3±1.0281±8 1.6±0.1

( 系統誤差 ; <4% <10% )

2.4-3.6

2.3-2.9

y

centrality: top 8.5%

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化学平衡状態にあるハドロンガス

Masashi Kaneta / Hiroshima univ. 9

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実験からの粒子比をモデルと比較

注 1: () から p (p) の崩壊による dN/dy への影響は 　 モンテカルロ・シミュレーションによって見積もられた。注 2: 中心ラピディティ付近での粒子比が、　 全空間での粒子生成比と等しいと仮定している。

Tch

q

s

= 170 ～ 180 MeV= 80 ～ 90 MeV= 20 ～ 24 MeV

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鉛 + 鉛衝突での Tch, q, s を他の衝突系での値と比較

Tch と q 　 は、ビームエネルギーに依存し、

s は衝突系とビームエネルギーに依存している。

Tch ：q ：

SPS エネルギー領域 AGS エネルギー領域

170 ～ 200MeV 120 ～ 140MeV

60 ～ 120MeV 160 ～ 200MeV

s :

同じ計算方法同士での結果を比べると、

約 0MeV 　約 30MeV 　約 60MeV

SPS S+A SPS Pb+Pb AGS Si+Au

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NA44 グループの鉛 + 鉛 衝突実験より

まとめ

Inverse slope [MeV] dN/dy

K+

K-

pp

237±3 21.3±0.8238±3 11.5±0.4303±6 25.3±1.0281±8 1.6±0.1

これらの粒子比から　粒子発生源での化学平衡を　仮定する事により

Tch ：q ：

SPS エネルギー領域 AGS エネルギー領域

170 ～ 200MeV 120 ～ 140MeV

60 ～ 120MeV 160 ～ 200MeV

s :約 0MeV 　約 30MeV 　約 60MeV

SPS S+A SPS Pb+Pb AGS Si+Au

Tch

q

s

= 170 ～ 180 MeV= 80 ～ 90 MeV= 20 ～ 24 MeV

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結論

• Tch と q は、 に依存している。

•　 SPS のエネルギー領域での実験結果は、　　　ハドロンガスが化学平衡に達し (T ～ 170MeV) 、後に冷却してから　　　熱平衡に達した (T ～ 140MeV)

　という描像を支持している。

s

しかし、より詳細な議論をするためには、各粒子の dN/dy 分布他のストレンジ粒子との生成比

　 を考慮する事が必要。