ジェット変貌効果をプローブとしたクォーク・グルオン・プラズマ物性の研究

欧州原子核共同研究機構(CERN)の大型ハドロン加速器(LHC)を用いた、陽子+陽子及び、鉛+鉛原子核衝突実験(ALICE)に参加し、超相対論的重イオン衝突実験におけるクォーク・グルーオン・プラズマ(QGP)状態の性質に関する研究を行った。多くの核子(陽子、中性子)のつまった原子核同士の衝突で期待されるQGP生成と同時に、核子の内部構造であるクォーク同士の初期散乱によるジェットの生成量が、幾何学的な核子+核子衝突の重ね合わせに比べ大きく抑制される効果「ジェット・クエンチング」を低い横運動量領域ではっきりと確認し、高い横運動量領域ではその抑制効果が小さくなっている事が分かった。宇宙初期の状態とも言われるこの高温高密度状態のQGP物質中で、高エネルギーのクォークがどのようにエネルギーを損失するのかに関する手がかりが見つかりつつある。クォーク物質の流体的な状態とも言われるこのQGP状態の、集団運動的な効果を研究するために、衝突の反応平面に対する荷電粒子の方位角異方性の粒子種依存性、横運動量依存性、中心衝突度依存性等を測定した。この終状態における方位角異方性の測定によって、衝突初期の幾何学的形状(初期形状の統計的揺らぎを含む形状)の異方性を起源として、流体的かつ集団運動的な発展がどのように進むかを調べ、そのQGP状態の流体的膨張の様子を明らかにした。また、高エネルギークォークのエネルギー損失の大きさは、衝突初期の形状によって作られるQGP中の通過距離に依存すると考えられるので、この方位角異方性とクォークのエネルギー損失の方向との関係を調べる事により、クォークのエネルギー損失によるジェットの変貌が方位角異方性に大きく寄与している分かった。

欧州原子核共同研究機構(CERN)の大型ハドロン加速器(LHC)を用いた、陽子+陽子及び、鉛+鉛原子核衝突実験(ALICE)に参加し、超相対論的重イオン衝突実験におけるクォーク・グルーオン・プラズマ(QGP)状態の性質に関する研究を行った。多くの核子(陽子、中性子)のつまった原子核同士の衝突で期待されるQGP生成と同時に、核子の内部構造であるクォーク同士の初期散乱によるジェットの生成量が、幾何学的な核子+核子衝突の重ね合わせに比べ大きく抑制される効果「ジェット・クエンチング」を低い横運動量領域ではっきりと確認し、高い横運動量領域ではその抑制効果が小さくなっている事が分かった。宇宙初期の状態とも言われるこの高温高密度状態のQGP物質中で、高エネルギーのクォークがどのようにエネルギーを損失するのかに関する手がかりが見つかりつつある。クォーク物質の流体的な状態とも言われるこのQGP状態の、集団運動的な効果を研究するために、衝突の反応平面に対する荷電粒子の方位角異方性の粒子種依存性、横運動量依存性、中心衝突度依存性等を測定した。この終状態における方位角異方性の測定によって、衝突初期の幾何学的形状(初期形状の統計的揺らぎを含む形状)の異方性を起源として、流体的かつ集団運動的な発展がどのように進むかを調べ、そのQGP状態の流体的膨張の様子を明らかにした。また、高エネルギークォークのエネルギー損失の大きさは、衝突初期の形状によって作られるQGP中の通過距離に依存すると考えられるので、この方位角異方性とクォークのエネルギー損失の方向との関係を調べる事により、クォークのエネルギー損失によるジェットの変貌が方位角異方性に大きく寄与している分かった。