Search for a critical point and first order phase transition of high density quark-nuclear matter via higher order fluctuations and particle correlations

通过高阶涨落和粒子相关性寻找高密度夸克核物质的临界点和一阶相变

基本信息

批准号：
19H05598
负责人：
江角晋一
金额：
$ 66.14万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-06-26 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

アメリカ・ブルックヘブン国立研究所（BNL）の相対論的重イオン加速器（RHIC）を用いたビーム・エネルギー走査実験を遂行し、クォーク・核物質のQCD相図を調べる研究を行なった。相図上の高密度領域（中性子星内部に相当するクォーク・グルーオン・プラズマ相の状態）では相境界が不連続になる１次相転移であり、その終点として臨界点が存在すること、また高温領域（宇宙初期に相当するクォーク・グルーオン・プラズマ相の状態）では相境界が滑らかなクロスオーバー相転移となることが理論的には予測されるが、実験的には未だ確認されていない。そのためRHIC加速器を用いてビーム・エネルギー走査を行い原子核ビームの衝突エネルギーを下げることにより、高温領域から高密度領域への衝突系の状態の変化、つまりQCD相構造の変化を探る測定を行った。STAR国際共同実験グループにおいて、重心系衝突エネルギーが7GeV以上の領域は衝突実験モードにより、7GeV以下の領域は固定標的実験モードにより金原子核同士の衝突実験を行い、１次相転移や臨界点に感度があると期待される観測量（集団運動、渦流、方位角異方性、多粒子相関、保存量ゆらぎなど）に注目した研究を推進した。特に固定標的実験モードによる低いエネルギー領域における測定では、高いエネルギー領域で観測してきたクォーク相とは明らかに異なる結果を表すハドロン相の兆しを観測し、臨界点の向こう側にある高密度領域のクォーク・核物質に関する相図の研究を進める事ができた。

我们利用美国布鲁克海文国家实验室（BNL）的相对论重离子对撞机（RHIC）进行了束流能量扫描实验，并对夸克和核物质的QCD相图进行了研究。在相图上的高密度区域（对应于中子星内部的夸克-胶子-等离子体相的状态），是相界变得不连续的一级相变，存在在该区域（对应于早期宇宙的夸克-胶子-等离子体状态）的临界点，理论上预测会发生具有平滑相边界的交叉相变，但这尚未得到证实。实验性地。因此，我们利用RHIC加速器进行束流能量扫描，降低核束碰撞能量，进行测量，研究碰撞系统从高温区到高密度区的状态变化，即QCD相结构的变化。 STAR国际联合实验组在质心碰撞能量7 GeV以上区域采用碰撞实验模式，在7 GeV以下区域采用固定靶实验模式进行金核间碰撞实验，以提高我们促进了对预期存在的可观测量（集体运动、涡流、方位各向异性、多粒子相关性、守恒量涨落等）的研究。特别是，在使用固定目标实验模式的低能区测量中，我们观察到了与高能区中观察到的夸克相明显不同的强子相迹象，并且我们观察到了与高能区中观察到的夸克相明显不同的强子相迹象。与在高能区域观察到的夸克相不同。・我能够推进与核材料相关的相图的研究。