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2017 Fiscal Year Annual Research Report

クォーク・グルーオン・プラズマ中での量子色力学で記述されるエネルギー損失機構

Research Project

Project/Area Number 16J04004
Research InstitutionHiroshima University

Principal Investigator

永嶋 和也  広島大学, 理学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2016-04-22 – 2018-03-31
Keywordsクォーク・グルーオン・プラズマ / 高エネルギー重イオン衝突 / 重クォーク / エネルギー損失機構
Outline of Annual Research Achievements

平成29年度において、米国ブルックヘブン国立研究所にあるRHIC加速器を用いた高エネルギー重イオン衝突PHENIX実験を推進して、宇宙開闢から10μ秒以内に存在したクォーク・グルーオン・プラズマの物理的性質の解明を目指した。約2兆度以上の超高温状態では、強い相互作用の持つ漸近的自由性によりクォークやグルーオン間の結合力が弱まり、ハドロン内の閉じ込めから解放されることで、クォーク・グルーオン・プラズマが形成される。
本研究では、高エネルギー重イオン衝突実験により約4兆度の超高温物質状態を作り出して、QGPの物理的性質を実験的に研究している。QGP中におけるクォークのエネルギー損失量を測定することで、QGPのパートン密度や比粘性の物性情報を引き出すことが可能となる。特に本研究では、QGP物性研究のプローブとして、QGPの温度よりも質量の大きいチャームクォークおよびボトムクォークに着目している。これらは、生成過程がQGP生成前の初期パートン散乱に限られ、さらにQGP中での生成および消滅もほとんどないため、QGPの時間発展の情報を保持している重要なプローブである。申請者は、チャーム・ボトムクォークを含むハドロンの寿命の長さ(~300μm)と崩壊比の高いsemi-leptonic崩壊チャンネル(~10%)に着目して、シリコン飛跡検出器で測定したビーム衝突点と崩壊電子の最近接距離を用いて、チャームハドロンとボトムハドロン崩壊電子の不変収量を分離測定した。さらにQGP媒質による効果が無視できる陽子相互衝突実験の測定結果により規格化することで、QGP中におけるチャームクォークおよびボトムクォークのエネルギー損失量の衝突中心度依存性を測定した。これらの系統的研究により、ボトムクォークのエネルギー損失量がチャームクォークより小さいこを発見して、エネルギー損失のクォーク質量依存性を明らかにした。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (11 results)

All 2018 2017 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (8 results) (of which Int'l Joint Research: 8 results,  Peer Reviewed: 8 results,  Open Access: 8 results) Presentation (2 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Int'l Joint Research] Brookhaven National Laboratory(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      Brookhaven National Laboratory
  • [Journal Article] Measurements of Multi-particle Correlations in d+Au Collisions at 200, 62.4, 39, and 19.6 GeV and p + Au Collisions at 200 GeV and Implications for Collective Behavior2018

    • Author(s)
      C. Aidala, K. Nagashima, et al.
    • Journal Title

      Pysical Review Letter

      Volume: 062302 Pages: 120

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.120.062302

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Measurements of azimuthal anisotropy and charged-particle multiplicity in d +Au collisions at √sNN= 200, 62.4, 39, and 19.6 GeV2018

    • Author(s)
      C. Aidala, K. Nagashima, et al.
    • Journal Title

      Pysical Review C

      Volume: 064905 Pages: 96

    • DOI

      10.1103/PhysRevC.96.064905

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Nuclear Dependence of the Transverse-Single-Spin Asymmetry for Forward Neutron Production in Polarized p+A Collisions at √sNN = 200 GeV2018

    • Author(s)
      C. Aidala, K. Nagashima, et al.
    • Journal Title

      Pysical Review Letter

      Volume: 120 Pages: 022001

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.120.022001

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] PHENIX measurement of single electrons from charm and bottom decays at midrapidity in Au+Au collisions2017

    • Author(s)
      Kazuya Nagashima
    • Journal Title

      Nuclear Pyshics A

      Volume: 967 Pages: 644-647

    • DOI

      10.1016/j.nuclphysa.2017.06.038

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Measurements of e+e- pairs from open heavy flavor in p+p and d+A collisions at √sNN = 200 GeV2017

    • Author(s)
      A. Adare, K. Nagashima, et al.
    • Journal Title

      Physical Review C

      Volume: 96 Pages: 024907

    • DOI

      10.1103/PhysRevC.96.024907

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Measurements of B→J/ψ at forward rapidity in p+p collisions at √sNN = 200 GeV2017

    • Author(s)
      C. Aidala, K. Nagashima, et al.
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 95 Pages: 092002

    • DOI

      DOI: 10.1103/PhysRevD.95.092002

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Angular decay coefficients of J/ψ mesons at forward rapidity from p+p collisions at √sNN = 510 GeV2017

    • Author(s)
      A. Adare, K. Nagashima, et al.
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 95 Pages: 092003

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.95.092003

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] B-meson production at forward and backward rapidity in p+p and Cu + Au collisions at √sNN = 200 GeV2017

    • Author(s)
      C. Aidala, K. Nagashima, et al.
    • Journal Title

      Physical Review C

      Volume: 96 Pages: 064901

    • DOI

      10.1103/PhysRevC.96.064901

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Heavy Flavor Results from PHENIX2018

    • Author(s)
      K. Nagashima for the PHENIX collaboration
    • Organizer
      Rencontres de Moriond
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Nuclear modification factor of electrons from charm and bottom hadron decays in Au+Au collisions at sqrt{s_NN} = 200 GeV2017

    • Author(s)
      K. Nagashima for the PHENIX collaboration
    • Organizer
      2016 RHIC/AGS Annual Users' Meeting
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2018-12-17   Modified: 2022-05-30  

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