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高エネルギー重イオン衝突反応におけるジェットとＱＧＰ流体のダイナミクスの統合

高能重离子碰撞反应中射流和 QGP 流体动力学的集成

基本信息

批准号：
13J02554
负责人：
橘保貴
金额：
$ 1.41万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013-04-01 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では相対論的重イオン衝突実験において生成する、クォークやグルーオンがカラー閉じ込めから解放された状態であるクォーク・グルーオン・プラズマ (QGP) の性質を知ることを目的とする。相対論的重イオン衝突実験では流体力学に従い時空発展するバルクとしての QGP と同時にジェットと呼ばれる高エネルギーのクォークやグルーオンが QGP の中を通過する。その際、ジェットと QGP の構成粒子の間の強い相互作用によって QGP 流体中には音波が生じる。この音波は、ジェットが QGP の音速を超えて通過するために、マッハコーンと呼ばれる特徴的な構造を持つ衝撃波を形成する。本研究では QGP の流体的性質を顕著に反映するこの衝撃波のフローパターンが終状態の運動量分布や粒子分布にどう現れるかを、QGP の時空発展を相対論的流体方程式を数値的に解くことによってシミュレーションを行って調べた。その結果、QGP 流体はジェットから受け取った運動量によって励起され、マッハコーンが形成した。さらにそのマッハコーンによってジェットが失った運動量が輸送され、ジェットから非常に大きな角度分布にわたって運動量が分布することを示した。これは LHC における CMS グループによる相対論的重イオン衝突実験の結果と定性的に一致する。さらに、このマッハコーンは QGP 流体自体の膨張をその衝撃波面によって押し返す。その結果、この押し返しの方向に対応する方向の粒子が減少することが示された。この粒子が減少する方向はマッハコーンの波面の方向を示すものであり、QGP のジェットに対する流体的な応答の新たなシグナルとなりうる。

This study では phase theory of seaborne heavy イオン conflict be 験において generated する, クォークやグルーオンがカラー closed じ込めから liberation された state であるクォーク · グルーオン · プラズマ (QGP) の properties を know ることを purpose とする. Moral theory of heavy イオン conflict be 験では fluid mechanics に従い space-time 発 exhibition するバルクとしての QGP と simultaneously にジェットと shout ばれる high エネルギーのクォークやグルーオンが QGP のを in through する. The そ <s:1> intergranular and ジェットと QGP <s:1> form the strong <s:1> interaction between particle <e:1>. In the によって QGP fluid, に <s:1> sound waves が generate じる. この sonic は, ジェットが QGP の sonic を super えて through するために, マッハコーンと shout ばれるな structure of 徴をを hold つ blunt shock wave form する. The nature of this study では QGP の fluid を顕 the に reflect するこの blunt shock wave のフローパターンが end state の exercise や particle distribution にどう now れるかを, QGP の space-time 発 exhibition を phase fluid equations of the theory of moral をに solution of the numerical くことによってシミュレーションを line って adjustable べた. その results, QGP fluid はジェットから by け take った exercise によって wound up され, マッハコーンが form した. さらにそのマッハコーンによってジェットが lost った exercise が conveying され, ジェットから very big にきな Angle distribution にわたって exercise が distribution することを shown した. The <s:1> れれ LHC における CMS グにれプによるプによる the heavy heavy <s:1> conflict experiment of the contrast theory と qualitative に agreement する. Youdaoplaceholder0, <s:1> ッハコッハコッハコ <s:1> <s:1> <s:1> the self-expansion of the QGP fluid をそ <s:1> the impact wave surface によって the shock wave return す. The そ <s:1> result shows that the <s:1> particle が in the 応する direction is reduced compared with the に direction when the <s:1> is pushed back. The するとがとがとがとがとが shows された. この particle が reduce する direction はマッハコーンの wave direction のを shown すものであり, QGP のジェットにす seaborne る fluid な応 answer の new たなシグナルとなりうる.