高エネルギー重イオン衝突実験 PHENIX における光子崩壊を用いた低質量ハドロン探索

高エネルギー重イオン衝突実験PHENIXにおける光子崩壊を用いた低質量ハドロン探索高エネルギー重イオン衝突実験PHENIXにおける光子崩壊を用いた低質量ハドロン探索広島大学理学研究科大内田　美沙紀 for the PHENIX Collaboration

OUTLINE • Introduction • Experimental Method &Data Set • Feasibility Study • Simulation • Multiplicity effect • Efficiency • Real Data Analysis • Summary&Outlook 2006 9/21 JPS Misaki Ouchida

Introduction hep-ph/9909229v1 高温パートン非束縛状態重イオン衝突→相転移→化学平衡カイラル対称性の回復に伴ってハドロンが質量を失う signal 高温パートン非束縛相(fireball)内で崩壊するハドロンの一つ、 (分岐比8.9%) を用いて研究する～利点～・分岐比がω→e+e-の千倍・ρメソンとの区別がつきやすい・φメソンよりも短寿命 ~10fm/c fireball 46fm/c 2006 9/21 JPS Misaki Ouchida life time: 23fm/c

Experimental Method & Data Set PHENIX 実験＠BNL (RHIC) 金＋金衝突実験データ（1.5G 衝突事象） (Run4 03~04 衝突重心系エネルギー200GeV) ①任意の　と　を使って不変質量を組む ②　　　を選択する（２σの範囲） ③　　とそれ以外の　の不変質量を組む電磁カロリーメータ How many s? ~300 per event How many candidate? ~90 per event How many candidate? ~90×300 ･･････ 2006 9/21 JPS Misaki Ouchida

Simulation 単粒子発生シミュレーション､GEANT 3を用いて粒子を発生、崩壊させ、検出器で捕らえる 1.5Mのωを発生、再構成する count Single omega 多重度の高い実際の環境では観測される質量分布にどのような影響があるか？ 0.78 [GeV/c^2] 1事象に１ωがいると仮定して、 1.5M 衝突事象の実際に取れたデータに埋め込む Real Data(Au+Au) count バックグラウンドどれくらいの検出効率、S/N があるか？質量分布に変化があるか？ (周辺衝突) 2006 9/21 JPS Misaki Ouchida

Multiplicity effect バックグラウンドを取り除く count 質量中心値-0.782[GeV/c^2] 質量幅[GeV/c^2] 重イオン衝突における多重性の効果衝突中心度生成粒子数が多い状況の中で見ると、 ωの質量幅は広がり、中心値は高い方にずれるが、その割合は見積もることはできる 0~20% 20~60% 60~92% 2006 9/21 JPS Misaki Ouchida

Efficiency 検出したωの数（2σの範囲）検出効率＝出射したωの数検出効率多重性の効果により衝突中心度の高い領域においては検出効率は下がることが分かる。この手法は実際の多重度の高い環境の中での正確な検出効率と言える。 S/Nが十分に良ければ ω検出に問題ないと考えられる。 2006 9/21 JPS Misaki Ouchida

Real Data Analysis ~300M events (Au+Au)(全統計のうち1/5が解析済み) p+p衝突実験から算出されたω生成断面積と先の検出効率から、右図においてωは数十個含まれていると考えられる周辺衝突 pT >5.5[GeV/c] S/N ~ 30/1000 全統計では･･･ S/N ~ 150/5000 2006～2008年更に８倍の統計が期待される 2006 9/21 JPS Misaki Ouchida

Summary&Outlook 　本研究では　　　　に着目し、実現性を示すためシミュレーションを行い、重イオン衝突実験における多重性の効果と検出効率を見積もった。その結果、中心衝突においてもωの観測や検出効率に大きな影響はないと言える。S/Nを含めて考えると、周辺衝突で横運動量の大きいAu+Au衝突実験データにおいてωを同定することが可能であると考えられる。～これから～・ Au+Au衝突実験データの全統計解析結果に期待・S/N比を上げるための工夫（３photonの組み合わせ等）・ Run5(2004-05data)Cu+Cu衝突実験解析・Run７(2006-07data)orRun8(2007-08data)における8倍の　Au+Au衝突実験データ解析 2006 9/21 JPS Misaki Ouchida

Back up!

ω andρare hard to separated if analyzing via e+e- decay mode Phys.Rev.Lett.75(1995)1272 Invariant mass spectra of dileptons as measured by CERES collaboration 2006 9/21 JPS Misaki Ouchida

0-20% 20-60% 60-92% single embed omega pt 2006 9/21 JPS Misaki Ouchida

According to the number of cluster シミュレーションからの電磁シャワーバックグラウンド According to the centrality バックグランドの影響により検出アルゴリズムの仮定でまれにシャワーが二つに見える 2006 9/21 JPS Misaki Ouchida

Nucl.Phys.A774:735-738,2006 Scale this using <Npart> of Au+Au <Npart> Au+Au(60-92.2%)~14.5 Raw count*1/eff*1/pt*1/2π*1/Nevt:30B Expected Au+Au Invariant Yield(peripheral 5~6GeV):~5*10^-6 = Raw Count *eff:0.06*1/pT*1/Nevt:300M 2006 9/21 JPS Misaki Ouchida

高エネルギー重イオン衝突実験 PHENIX における光子崩壊を用いた低質量ハドロン探索