Научная статья на тему 'Рождение короткоживущих нейтральных каонов в столкновениях ядер дейтерия и золота при энергии 200 ГэВ'

Рождение короткоживущих нейтральных каонов в столкновениях ядер дейтерия и золота при энергии 200 ГэВ Текст научной статьи по специальности «Физика»

CC BY
64
11
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
МЕЗОНЫ / ЯДЕРНАЯ МОДИФИКАЦИЯ / КАОНЫ / АДРОНЫ / СТОЛКНОВЕНИЕ / РОЖДЕНИЕ / ПОДАВЛЕНИЕ / АНАЛИЗ / ИНВАРИАНТНЫЙ СПЕКТР / ДЕЙТЕРИЙ / ЗОЛОТО / ЯДРО / ФАКТОР ЯДЕРНОЙ МОДИФИКАЦИИ

Аннотация научной статьи по физике, автор научной работы — Бердников Александр Ярославович, Иванищев Дмитрий Александрович, Котов Дмитрий Олегович, Рябов Виктор Германович, Рябов Юрий Германович

Представлены результаты измерения инвариантных спектров рождения по поперечному импульсу и факторов ядерной модификации для короткоживущего нейтрального каона в столкновениях ядер дейтерия и золота при энергии в системе центра масс на пару нуклонов, равной 200 ГэВ.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по физике , автор научной работы — Бердников Александр Ярославович, Иванищев Дмитрий Александрович, Котов Дмитрий Олегович, Рябов Виктор Германович, Рябов Юрий Германович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

We report ATs-meson transverse momentum spectra and nuclear modification factors in d + Au collisions at center-of-mass energy of 200 GeV per nucleon pair. The comparison with other hadrons production results and the theoretical predictions are shown and discussed.

Текст научной работы на тему «Рождение короткоживущих нейтральных каонов в столкновениях ядер дейтерия и золота при энергии 200 ГэВ»

4

Ядерная физика.

Неопределенности, связанные с определением выхода А5-мезонов, энергетической калибровкой калориметра и эффективностью триггера, в основном определяют систематическую ошибку измерений. Суммарная систематическая ошибка плавно увеличивается от 11 до 32% при возрастании поперечного импульса А5-мезонов от2 до 13,5 ГэВ/с.

Для количественного изучения коллективных ядерных эффектов используется фактор ядерной модификации равный отношению выхода исследуемой частицы в (А + ^-столкновениях (dNAA)< деленному на среднее число Л^столкн парных неупругих нуклон-нуклонных столкновений и на выход ёИрр этой же частицы в (р + /^-столкновениях. ЯАА вычисляется по формуле:

^ал(РТ)

каа{РТ) =

N ИМ (п ^

столки" рр\гТ >

Ч и го О

№ О

н

О

¡4 +++

+ АР -

-

0,35

0,45

0,55

0,65 Мм™, ГэВ/с2

Выход А5-мезонов в столкновениях ядер дейтерия и золота был измерен в данной работе, а их выход в протонных столкновениях был измерен ранее в работе [11]. Значения ^толки были вычислены в рамках модели Глаубера [12].

Результаты измерений

Результаты измерения инвариантных спектров рождения А5-мезонов по поперечному импульсу в столкновениях ядер дейтерия и золота

Рис. 2. Спектр инвариантной массы пары я°-мезонов. Спектр восстановлен в области поперечных импульсов 6 < рт < 7 ГэВ/с

вениях ядер дейтерия и золота при энергии л/^уу = 200 ГэВ. В центральных столкновениях в области промежуточных поперечных импульсов наблюдается избыточный выход А5-мезонов, а в области больших поперечных импульсов их выход подавлен. В то же время в периферийных столкновениях фактор ядерной модификации

при энергии = 200 ГэВ показаны на рис. 3.

Пунктирные линии — результат аппроксимации инвариантного спектра рождения по поперечному импульсу А5-мезонов в протон-протонных взаимодействиях, умноженный на соответствующее число парных нуклон-нуклонных столкновений. Диапазон измерений в области малых поперечных импульсов ограничен быстро уменьшающимся аксептансом экспериментальной установки, а в области больших поперечных импульсов — доступной статистикой. Представленные результаты являются самыми точными в мире измерениями рождения А5-мезонов в ядро-ядерных столкновениях в области больших поперечных импульсов.

Вертикальные «усы» и прямоугольники вокруг символов соответствуют статистическим и систематическим ошибкам измерений

На рис. 4 представлен результат измерения факторов ядерной модификации для А5-мезона в центральных (а) и периферийных (б) столкно-

1Е-02

И 1Е-04

X 1Е-06

Нз 1Е-(

1Е-10

1Е-12

.2 V

\3 \

*

"йа

"'Ей

"*йа

. »10' «с...

"10" ........

... >10"'

... >10";

ю

12 14 рт, ГэВ/с

Рис. 3. Инвариантные спектры рождения А^-мезонов по поперечному импульсу в столкновениях ядер дейтерия

и золота при энергии = 200 ГэВ;

Классы событий по центральности, %: 0-88 (/), 0-20 (2), 20-40 (5), 40-60 (4), 60-88 (5); пунктиры — аппроксимации спектров (р + р)х<^СТОЛИ1>; быстрота |>-| < 0,35.

Научно-технические ведомости СПбГПУ. Физико-математические науки 3' 2011

рт, ГэВ/с

Рис. 4. Зависимости факторов ядерной модификации для КБ~, ф-, л°-мезонов и протонов от поперечного импульса в центральных (а) и периферийных (б) столкновениях ядер дейтерия и золота при энергии ш = 200 ГэВ.

Вертикальные «усы» и прямоугольники вокруг символов соответствуют статистическим и систематическим ошибкам измерений; вертикальный прямоугольник вблизи оси ординат — величине неопределенности Л^Т1МК11

согласуется с единицей во всей области измерений, и таких эффектов не наблюдается. Также на рис. 4 показаны факторы ядерной модификации для ф-мезонов [13], я°-мезонов [14] и протонов [ 15]. В области промежуточных поперечных импульсов в центральных столкновениях наблюдается избыточный выход адронов. Для барионов эффект более выражен, чем для мезонов. В то же время степень избыточности выходов мезонов одинакова, что свидетельствует о зависимости степени избыточности выхо-

дов адронов от типа рождающихся частиц, а не от их массы. В периферийных столкновениях факторы ядерной модификации близки к единице для всех адронов.

Наблюдаемый аномальный избыточный выход барионов сложно описать в рамках теоретических моделей, основанных на предположении о многократном мягком перерассеянии партонов в начальном состоянии [4]. Такие модели предполагают, что адронизация жестко рассеянных партонов является единственным процессом, происходящим в конечном состоянии. Более успешными оказались модели, предполагающие, что происходит рекомбинация тепловых и ливневых партонов в конечном состоянии [16].

Таким образом, в статье представлены результаты измерения инвариантных спектров рождения по поперечному импульсу и факторов ядерной модификации для короткоживущего нейтрального каона в столкновениях ядер дейтерия и золота при энергии = 200 ГэВ. Измерения выполнены для различных классов событий по центральности в диапазоне поперечных импульсов от 2 до 13,5 ГэВ/с в области быстрот от —0,35 до 0,35. В центральных столкновениях ядер дейтерия и золота в области промежуточных поперечных импульсов наблюдается избыточный выход А^-мезонов, а в области больших поперечных импульсов выход А^-мезонов подавлен. В то же время в периферийных столкновениях фактор ядерной модификации согласуется с единицей во всей области измерений. Анализ полученных результатов показал, что для объяснения избыточности выходов адронов, помимо мягкого многократного перерассеяния партонов в начальном состоянии, требуется введение дополнительных механизмов рождения адронов, например рекомбинации партонов в конечном состоянии.

Работа поддержана в рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009— 2013 г.г., 11 очередь (от 24.12.2009), лот №5, шифр 2010-1.1125-015.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Adcox, К. Formation of dense partonic matter in relativistic nucleiis-niicleiis collisions at RH1C: Expérimental évaluation by the PHENIX Collaboration |Text| / K. Adcox, Y. Berdnikov, V. Riabov [et al. J //

Nuclear Physics А,- 2005,- Vol. 757. - lss. 1-2,-P 184-283.

2. Иванищев, Д.А. Изучение ультрарелятивистских ядро-ядерных столкновений в эксперимен-

4

Ядерная физика^

те ФЕНИКС |Текст| / Д.А. Иванищев, В.Г. Рябов, Ю.Г. Рябов //Ядерная физика,- 2009,- № 11(72).-С. 2005-2012.

3. Guzey, V. Observations on clA scattering at forward rapidities [Text] / V. Guzey, M. Strikman, W. Vogelsang // Phys. Lett. В.- 2004,-Vol. 603. -P. 173-183.

4. Cronin, J.W. Production of hadrons at large transverse momentum at 200, 300, and 400 GeV [Text] / J.W. Cronin, H.J. Frisch, M.J. Shochet |et al.| // Phys. Rev. D.- 1975,- Vol. 11,- P. 3105-3123.

5. Baier, R. Energy loss in perturbative QCD [Text| / R. Baier, D. Schiff, B. Zakharov // Ann. Rev. Nucl. Part. Sci.- 2000,- Vol. 50,- P. 37-69.

6. Adcox, K. PHEN1X detector overview [Text] / K. Adcox, Y. Berdnikov, V. Riabov |et al.| // Nucl. lnstrum. Meth. A.- 2003,- Vol. 499,- P. 469-479.

7. Aphecetche, L. The PHEN1X calorimeter [Text] / L. Aphecetche, T.C. Awes, J. Banning |et al.j // Nucl. lnstrum. Meth. A.- 2003,- Vol. 499,- P. 521-536.

8. Бердников, А.Я. Подавление выхода корот-коживущих нейтральных каонов в центральных столкновениях ядер золота при энергии 200 ГэВ [Текст] / А.Я. Бердников, Д.А. Иванищев, В.М. Самсонов [и др.J // Научно-технические ведомости СПбГПУ. Физико-математические науки,- 2011,- № 2(122).- С. 111-116.

9. Бердников, Я.А. Рождение короткоживущих нейтральных каонов в столкновениях ядер меди при энергии 200 ГэВ [Текст] / Я.А. Бердников, Д.А. Иванищев, В.М. Самсонов [и др.] // Научно-технические ведомости СПбГПУ. Физико-математические науки,- 2011,- № 2(122).- С. 116-121.

10. Brun, R. GEANT: Simulation program for particle physics experiments [Text] / R. Brun, R. Hagelberg, M. Hansroul |et al.| // Preprint CERN — 1978,- V.CERN-DD-78-2-REV.— P. 1-76.

11. Бердников, Я.А. Дифференциальные сечения рождения п, К, л, ю, л', ф-мезонов вр + р взаимодействиях при энергии Js = 200 ГэВ [Текст] / Я.А. Бердников, Д.А. Иванищев, Д.О. Котов [и др.] // Научно-технические ведомости СПбГПУ. Физико-математические науки,— 2008,— N° 6(67).— С. 65-70.

12. Glauber, R.J. High-energy scattering of protons by nuclei |Text| / R.J. Glauber, G. Matthiae // Nucl.

Phys. В.- 1970,- Vol. 21,- P. 135-157.

ф

кновениях ядер дейтерия и золота при энергии 200 ГэВ [Текст] / Я.А. Бердников, Д.А. Иванищев, Д.О. Котов [и др.] // Научно-технические ведомости СПбГПУ. Физико-математические науки,— 2010,- № 2(98).- С. 135-140.

14. Adler, S.S. Centrality dependence of п0 and л production at large transverse momentum in = = 200 GeV d + Au collisions |Text| / S.S. Adler, Y. Berdnikov, V. Riabov |et al.| // Phys. Rev. Lett.— 2007,—Vol. 98.-P. 172302-172309.

15. Adler, S.S. Nuclear effects on hadron production in d + Au collisions at ^¡SNN = 200 GeV revealed by comparison with p + p data [Text] / S.S. Adler, Y. Berdnikov, V. Riabov |et al.| // Phys. Rev. C.-2006.-Vol. 74.-P 024904-024917.

16. Hwa, R.C. Final state interaction as the origin of the Cronin effect |Text| / R.C. Hwa, C.B. Yang // Phys. Rev. Lett.-2004.-Vol. 93.-P 082302-082306.

УДК 539.1 25.1 7; 539.1 26.1 7

Я.А. Бердников, Д.А. Иванищев, Д.О. Котов, В.Г. Рябов, Ю.Г. Рябов, В.М. Самсонов

ИЗМЕРЕНИЕ ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПИОНОВ, КАОНОВ И ПРОТОНОВ, РОЖДЕННЫХ В СТОЛКНОВЕНИЯХ ТЯЖЕЛЫХ ЯДЕР

ПРИ ЭНЕРГИИ 62,4 ГЭВ

Процессы рождения частиц в элементарных протон-протонных (р + /?)-взаимодействиях на протяжении нескольких десятилетий привлекают внимание исследователей ввиду фундаментальности получаемых результатов. Данные процессы могут быть условно разделены на две группы по признаку величины поперечных им-

пульсов. Первая группа — мягких процессов — доминирует в области малых поперечных импульсов (р,<2 ГэВ/с). В области больших поперечных импульсов (р, > 2 ГэВ/с, вторая группа) механизмы рождения частиц определяются точечными жесткими процессами, например взаимодействиями токовых кварков размером по-

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.