SPSとRHIC
ー僕たちのこだわりー

1)方位角異方性
2)Fire Ballの性質
筑波大・三明

方位角異方性とは
非中心衝突において粒子の方位角分布に偏りが起こる現象
フーリエ級数で定量化。

方位角異方性を愛する理由
その起源がはっきりしている
座標空間における異方性
反応初期のアーモンド型
衝突初期の情報を担っているはず
アーモンド型は時間とともに消失
粒子の運動量空間の異方性を観測
座標空間異方性から運動量空間異方性への転換
反応初期の相互作用の情報!

RQMDの場合
反応初期;
座標空間”Almond Shape”
反応後期;
運動量空間異方性
座標空間異方性から運動量空間異方性への転換

いかに測定するか?
大別して2つの方法
Pairwise Method
Reaction Plane Method

方位角異方性の2つの解析方法
Reaction planeを決定する必要がない。
効果はvと小さいが、全粒子のペアについて相関を取るので高統計。
Acceptance補正はevent mixing法で行う。
Event by event にReaction Plane の決定が必要。
識別された粒子の解析が容易である。
Acceptanceの補正はflattening methodを用いて行う。

最初の疑問
PHENIXのようなアクセプタンスで出来るのか?
非一様なアクセプタンスの検出器で、
Reaction Planeを決めることが可能?
Pairwiseの解析が可能か?
2つの方法の結果は一致するのか?
どんなときに一致するか?
どんなときに差が見られるのか?

Reaction Planeの決定とFlattening補正
Reaction Planeの方位角決定
1事象中で最も多く粒子発生の見られた方位角方向と”定める”
測定器の方位角アクセプタンスによって鋭いピーク!
そんなはずはない
Flatteningで無理矢理補正!!

Flattening補正の怪!?
PHENIXのアクセプタンスでシミュレーション
 v1,v2を仮定
 multiplicity分布
分解能補正後、入力したv2をみごとに再現
分解能の方位角依存性は残るはず!
V2以上の高次の解析は注意が必要!
とりあえず使える!

Pairwise法とアクセプタンス補正
すべての粒子対の方位角差を計算
測定器のアクセプタンスの影響が主な分布の形を決める
V2の効果を取り除くため、mixed eventで同じ計算を行う

Pairwise法の補正の驚異
PHENIXのアクセプタンスでシミュレーション
 v1,v2を仮定
 multiplicity分布
観測される異方性=v2**2
多重度依存性に注意必要
 v2成分のみの時は一致。

方位角異方性の解析に必要な数式(1)
方位角異方性の解析に必要な数式(2)
事象分割の様々な方法
φ-slice : φ方向に50binに分割(Gap=0.2°)
η-slice : η方向に20binに分割(Gap=0.01)
Random : ランダムに2グループに分割
Charge :粒子の電荷によって分割
φ-slice without pt weight : φと同様であるが pt のweightをかけない。

観測された方位角相関の例
方位角相関強度
Resolution(<cos>) はsemi-central領域で最もよい。
ΨA・ΨB、は共に母関数が同じであるので、(ΨA-ΨB)は偶関数であるため<sin>は、0になるべき。

結果の安定性
分解能の補正後、5種の事象分割法から互いに良く一致した結果が得られた。
分解能が悪い測定でも、分解能の良い測定でも、分解能で補正した相関強度は同じ!
但し、Auto-correlationには注意が必要

横運動量依存性
他の解析方法とも他の実験とも結果が当時の統計誤差の範囲では一致。
 v2成分が主であるときには解析法によらず一致するらしい。
より確実な反応面決定法を確立したい

より確実な反応面決定法に向けて
中央から十分離れていること
Full Azmimuthal Coverage
十分な多重度があること
    BBC!

BBCに伴う”若干”の問題
完全な回転対称ではない。
6回対象+アルファ
PMTgainの調整
Ring補正
ビーム軸とのずれの補正
Shift補正
残った非一様性の補正
Flattening補正

BBCによる反応面の決定
Reaction plane determined by CNT(1)
Reaction plane determined by CNT(2)
僕たちのセールスポイント
ラピディティで十分離れたところにおける方位核相関を見ることによって確立された反応面!
新たな観測量;反応面方位角

こだわり @ CERN-SPS
CERN-SPSで最初にv1測定
Plastic Ballで反応面を決定
 y>2離れたmid-rapidityで観測

Pairwise vs R.P.の現状
誤差の範囲内で一致!?
“面白い結果は常に統計でLimitされる”
Stay tuned !
違いが見え始めている?
Pure v2成分のみであれば、数学的に2つの方法は一致する
Back-to-backのジェットなどの影響は2つの方法で異なって見えるはず。
Esumi’s Toy Model

Esumi’s Toy Model; Hydro+Jets
High pt の振る舞い
粒子識別されたハドロンのv2
 π中間子、K中間子、陽子・反陽子
クォーク・コアレッセンス描像!?
Quark Coalescence;
ハドロン化以前に熱化したクォーク・グルオン相が存在し、集団運動を伴っていた。
0.5 fm/cの熱化時間も説明
[D. Molnar and S. Voloshin, nucl-th/0302014]
Quark Coalescenceを示唆する唯一のデータ!?

High pt π vs Charged
誤差の範囲で一致!?
もっと統計を、もっと粒子識別を!

High pT Particle Identification Upgrade
Participating institutions:
BNL, Dubna, Tokyo, Tsukuba

重陽子のv2
 v2 in Coalescence Model
比較
PID v
電子のv2
High pt electronの興味
Electronの起源;
 πゼロDalitzと対生成が中心。
High pt ではcharmの寄与が見え始める!?
PHENIX: PRL 88(2002)192303
High pt ではcharmの振る舞いが見えるかもしれない
CharmのdE/dxが小さいというシナリオ

pt dependence of v2e
ハドロン特にパイオンとの比較
Low ptではv2eの方が大きい
Decay kinematicsのため
High ptではv2eが小さい!?
Charmのため?
 πゼロのDalitzとConversionを差し引く計算が進行中
統計誤差!

不思議に思っていること
pt 分布(200GeV)
STARの解析結果
Npart=100 - 400で一定!?
なぜこんなに一定なのか?
FireBallが巨大化とともに寿命が延びる?
温度が低下?温度一定とは?

PHENIXの解析結果
AGSやSPSとの違い
AGSやSPSではcentrality とともに変化
Hadronic Rescatterings!
RHICでフラットになったのか?

STAR(130GeV)の化学平衡パラメーター
なぜこんなに一定なのか?
誤差棒!?
本当に一定だとしたら、
Hadronic RescatteringでFBが作られていないことの証拠
Cascade屋さんへのお願い
運動学的平衡、化学平衡の中心衝突度依存性問題
Hadronic Cascadeで説明が付くのか、決着を!
Decouple問題も!

まとめ
 やっぱりv2が好き
 v2の値は解析方法に依存するところが残っている。
自らの異方性を基準に自らの異方性を測っている
理論との比較においても、同じ解析手法、同じ運動学的領域を!
RHICのデータには不思議が一杯
大きなv2
Scaling
F.B.の性質(centrality dep.)

Backups
Participant Scaling?
Low ptとHigh pt でparticipant scaling に近づく?

Other Centrality Dependences
スライド52
NA49のエネルギースキャンの結果
筑波の解析(中條D論)