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。

这项研究旨在了解Quark-Gluon等离子体（QGP）的性质，在该状态下，夸克和胶子从颜色限制中释放出来，这些状态是在相对论重离子碰撞实验中产生的。在相对论的重离子碰撞实验中，QGP是根据流体动力学演变时空的大量，而称为喷气机的高能量夸克和胶子则通过QGP。在这种情况下，QGP和QGP组成粒子之间的强相互作用会在QGP流体中产生声波。当喷气机的声速超过QGP的声速时，这种声波形成了带有独特结构的冲击波。在这项研究中，我们研究了这种冲击波的流动模式如何通过模拟通过数值求解相对论流体方程来模拟QGP的时空演化，从而在最终状态的动量分布和最终状态的颗粒分布中出现了显着反映QGP的流体特性。结果，QGP流体受到从射流接收的动量而激发的，形成了马赫锥。此外，射流损失的动量是由马赫锥传输的，表明动量是从射流中分布在非常大的角度分布上的。这与CMS组在LHC中的相对论重离子碰撞实验的结果一致。此外，马赫锥通过其冲击波前推动了QGP流体本身的膨胀。结果表明，朝对应于此向后推动方向的方向的颗粒减少了。该粒子减小的方向表示马赫锥的波前的方向，这可能是QGP对射流的流体响应的新信号。