초록 ▼

□ 연구개요
고에너지 d+Au 충돌은 상대론적중이온 충돌에 대한 초기상태를 연구할 수 있는 기회를 제공하는 동시 작은계에서 Flow 현상을 이해하는데 매우 중요한 역할을 하고 있다. 최초계획서에서는 d+Au 충돌에서 발생하는 직접광자 혹은 중성파이온을 MPCEX검출기를 이용하여 측정하여 핵 내부에 있는 글루온의 포화현상을 연구할 계획이었다. 그러나 MPCEX검출기의 뒤편에 있는 EMCal 검출기의 문제로 인하여 2차년도 부터 계획을 수정하여 MPCEX검출기의 앞부분인 실리콘-텅스텐 검출기를 이용하여 Flow 측정에 필요한 Re

□ 연구개요
고에너지 d+Au 충돌은 상대론적중이온 충돌에 대한 초기상태를 연구할 수 있는 기회를 제공하는 동시 작은계에서 Flow 현상을 이해하는데 매우 중요한 역할을 하고 있다. 최초계획서에서는 d+Au 충돌에서 발생하는 직접광자 혹은 중성파이온을 MPCEX검출기를 이용하여 측정하여 핵 내부에 있는 글루온의 포화현상을 연구할 계획이었다. 그러나 MPCEX검출기의 뒤편에 있는 EMCal 검출기의 문제로 인하여 2차년도 부터 계획을 수정하여 MPCEX검출기의 앞부분인 실리콘-텅스텐 검출기를 이용하여 Flow 측정에 필요한 Reaction plane를 결정하고 EMCal(Electro Magnetic Calorimeter)검출기에서 중성파이온을 측정하여 d+Au 충돌에서 생성되는 작은계의 Flow 현상에 대한 연구를 수행하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과
지금까지의 실험결과에 의하면 RHIC의 Au+Au, LHC Pb+Pb 와 같이 무거운 핵 충돌 시 Quark Gluon Plasma(QGP) 가 짧은 시간 유지되며 이는 마치 매우 낮은 점성을 갖는 유체처럼 행동한다는 것이다. 매질을 통과하면서 입자들은 에너지를 잃거나(Energy loss), 팽창 압력에 의해서 가속되면서 집단적인 현상이라고 볼 수 있는 흐름(Flow)현상이 나타난다. 그리고 그 양상은 초기 상태 계의 크기, 공간적 비대칭성, 온도, 매질의 점성 등에 의존한다. 타원흐름(v2)과 삼각형흐름(v3) 값을 측정하여 이를 이론적인 예측(Hydrodynamic, AMPT) 과 비교하여 매질의 성질을 추측할 수 있다. PHENIX 실험의 EMCal (Electro Magnetic Calorimeter) 검출기는 중간 신속도 영역 (|η|<0.35)에 설치되어 핵 충돌에서 생성되는 광자와 전자들을 검출할 수 있다. EMCal 검출기에서 검출된 두개의 광자에 대한 불변질량을 구하여 중성파이온을 측정하였다. RHIC Run16 기간에 PHENIX 실험에서 수집한 200GeV d+Au충돌에 대한 EMCal Calibration 및 측정이 본 과제를 통하여 이루어졌으며 현재 타원흐름(v2)과 삼각형흐름(v3)에 대한 측정 또한 거의 끝나고 Resolution correction 만 남겨 놓고 있다. 이렇게 구한 최종 실험결과는 이론적인 예측과 비교한 후에 저널에 발표할 계획이다.

□ 연구개발결과의 중요성
쿼크-글루온 플라즈마 상태에서는 물질이 viscosity가 거의 영에 가까운 perfect fluid 처럼행동하기 때문에 초기 상태의 공간적인 비등방성이 상관관계에 있는 생성된 입자들에 대한 운동량에 대한 비등방성으로 변환되어 결과적으로 공통적인 속도장인 collective flow가 생기게 된다. PHENIX 실험은 p+Au, d+Au, 3He+Au 충돌에 대한 v2와 v3를 측정하여 권위 있는 저널인 Nature에 발표하였다. 이 결과가 중요한 이유는 3개의 매우 다른 초기 비등방성을 이용하여 v2와 v3를 측정하였기 때문에 실험 결과를 설명하는 여러 가지 이론적인 모델을 구별하는데 이전의 실험들과는 비교할 수 없는 장점을 제공하기 때문이다. Nature에 발표된 v2와 v3 측정은 charged particle에 대한 결과이므로 이번 과제에서 측정하게 된 π0를 이용한 v2와 v3에 대한 실험결과는 여러 가지 이론적 모델을 더욱 세밀하게 구별할 수 있을 것이다.

(출처 : 연구결과 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 3
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 4
• 1. BBC (Beam Beam Counter) Event plane ... 5
• 2. MPCEX Event plane ... 5
• 3. EM-Shower Calorimeter ... 5
• 4. EMCal Timing Calibration ... 5
• 5. EMCal Run by Run Gain Calibration ... 6
• 6. π0 Signal/Background ... 6
• 7. Flow Measurement ... 6
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 7
• 4. 참고문헌 ... 8
• 5. 연구성과 ... 9
• 끝페이지 ... 58