J/ で観る閉じ込めの破れ

東京大学 ICEPP織田 勧

日本物理学会秋季大会シンポジウム RHIC で切り拓く QCD 物性の

世界 2008 年 9 月 22 日 ( 月 ) 山形大学

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動機

absLe

J/c

c c

• チャームクォークと反チャームクォークの深い束縛状態である J/ も閉じ込めが破れた QGP 中では色デバイ遮蔽により分解するはず。– T. Matsui and H. Satz, Phys. Lett. B 178,

416 (1986)• 重クォーク ( チャーム , ボトム ) が生成

されるのは衝突初期のハード散乱のみ。– RHIC のエネルギー (√sNN=200GeV) では

主にグルオン・フュージョン (g+gJ/+X)

• J/ もももが抑制されれば QGP 生成の証拠になり、系統的に測定すれば QCD 物性を調べられるはず。

• 競合する効果– 原子核効果

• 原子核中でのパートン分布関数の変化、 J/ と原子核との衝突による分解

– 無関係のチャームクォークと反チャームクォークが再結合して収量が増える

– c や’やボトムクォークから崩壊してできる J/ の寄与

• 分解温度の束縛エネルギー依存性

H. Satz, J. Phys. G 32, R25 (2006)

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SPS での J/ 測定 (√sNN=17.3GeV)abs = 4.18 +/- 0.35 mb

Phys. Lett. B 477, 28 (2000)2000 年 2 月

L

生成された J/ が通過する原子核の距離 L

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RHIC での J/ の測定• PHENIX 実験

– 中心ラピディティ• |y|<0.35• J/e+e-

– 前後方ラピディティ• 1.2<|y|<2.2• J/+-

• STAR 実験– 中心ラピディティ

• ||<1 • J/e+e-

– トリガー• Single ET トリガー

– E>3.5-5.4GeV

• Double electron トリガー– Ei,,j>1.2GeV

– 2005 年以後– arXiv:0806.0353 [nucl-ex]

~2% (Run5 p+p)

~8% (Run5 p+p)

~10% at pT=10GeV/c

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200GeV 衝突での PHENIX の J/ の測定

年 / 衝突系 p+p d+Au Cu+Cu Au+Au

2001-2002 PRL 92, 051802

(2004)

PRC 69, 014901

(2004)

2002-2003 PRL 96, 012304

(2006)

PRC 77, 024912

(2008)

2004 PRL 98, 232301

(2007)

2005 PRL 98, 232002

(2007)

PRL 101, 122301

(2008)

2006 解析中2007 解析中2008 解析中 解析中

★S

TA

R

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M.J. Leitch for the PHENIX collaboration, arXiv:0806.1244 [nucl-ex]

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p+p 衝突 ( 基準 )

• 重イオン衝突のデータの比較の基準• J/ の生成モデルへの制限

PRL 98, 232002 (2007)

PRL98, 232002(2007)

dy

dN

coll

dydN

AA pp

AA

NR

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d+Au 衝突 ( 原子核効果 )

• 原子核中でのパートン分布関数の変化– DIS, DY で求まる構造

関数から決める。– 様々なパラメトリゼー

ションが用いられている

– グルオンが電荷を持っていないために大きな不定性がある

• 原子核との衝突による分解断面積– フィットパラメータ

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Phys. Rev. C 77, 024912 (2008)

重イオン衝突 ( 原子核効果+QGP?)

•

EKS98 shadowing model

原子核効果以上の J/ 抑制は中心( 前方 ) ラピディティで Npart~200(100) くらいで起こり始めているよう

だ。

→ RHIC でも J/ を通して閉じ込めの破れが観えた ! (2 弱の有

意度 )

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Phys. Rev. Lett. 101, 122301 (2008)

実線は d+Au のデータから決められた原子核効果から予測される RAA

点線は ±1 のバンド

J/ の生成起源

4145 J/ give~80 c candidates

J/

’

• √s=200GeV の p+p 衝突での J/ もも– cJJ/+ 崩壊 : <42% (90% C.L.)

– ’J/+X 崩壊 : 8.6 ± 2.5%

– b クォーク J/+X 崩壊 : 3.6 +2.5-2.3%

– J/ の直接生成 : 残り

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J/ の残存確率 SJ/=RAA/RAA( 原子核効果 )

EKS98 shadowing model

p+p 200GeV

nDSg shadowing model

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Cu+Cu の最中心衝突で J/ の分解が始まり、Au+Au の最中心衝突で直接生成した J/ の分解が始まっているように見える。

Bjorken エネルギー密度を基準にSPS のデータと重ねてみた (0=1fm/c を仮

定 )

Phys. Rev. C 71, 034908 (2005) arXiv:nucl-ex/0409015

RHIC と SPS の J/ のデータがエネルギー密度でスケールしている ?

EKS98 shadowing model

RHIC と SPS ともに Bj に対して Npart scaling を仮定

ポテンシャルモデルによるJ/ の formation time は=0.9fm/c.

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2008 年の d+Au のデータの重要性

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色つきボックスは原子核効果の分解断面積の誤差現在これが一番大きい。

現在使っている 2003 年のデータの 30 倍の統計量が今年取れた。 それとは別に原子核中の

グルオン分布関数には大きな不定性

-2.2<y<-1.2 1.2<y<2.2

-0.35<y<-0.35

2008 年の d+Au のデータの重要性 ( つづ

き )

• グルオン分布関数の不定性より、データの誤差が小さくなる。

• 分布関数を仮定しない Glauber計算を用いた data driven model の方が良さそう。

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expected accuracysimulation

Global error = 12%

RAA/CNM=55 +23–38 %

|y|<0.35

Global error = 7%

RAA/CNM =38 +18– 22 %

1.2<|y|<2.2

PHENIX collaboration, Phys. Rev. C 77, 024912 (2008)

M.J. Leitch, arXiv:0806.1244

J/ v2 (2007 年の Au+Au のデータ )

最終的には統計誤差は 2/3 くらいになる予定。モデルを区別 ( 棄却 ) するにはあと 5 倍の統計量は欲しい。

D. Krieg and M. Bleicher, arXiv:0806.0736

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高横運動量へ (pT>5GeV/c, STAR のデータ )

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• 200GeV での p+p 衝突では bJ/+X の寄与が全体では 3.6 +2.5

-2.3% だが、 pT>5GeV/c では 20% 以上

• b の寄与を除いていない RAA は pT とともに増加しているように見える。

• AdS/CFT 対応を用いた計算 (H.Liu et al., Phys. Rev. Lett. 98, 182301(2007)) は RAA が pT とともに減少することを予測し、データとは合っていない。

Z.Tang, arXiv:0804.4846

Z.Xu and T.Ullrich, arXiv:0809.2288

J/

まとめ• RHIC でも J/ を通して閉じ込めの破れが観えた !(2

弱の有意度 )• Au+Au 最中心衝突では直接生成された J/ も分解

しているように見える。• 統計的有意度を向上させるだけでなく、 J/ を用い

た QGP 研究に 2008 年の d+Au のデータは本質的に重要。

• 今後も順調にルミノシティが上がれば、より進んだ QCD 物性研究が可能になる。

• LHC と切磋琢磨

# x100#J/

J/ &

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M.J. Leitch, arXiv:0806.1244