½ ¨ 7 Hë H Sae Mulli (The Korean Physical Society), Volume 54, Number 5, 2007¸ 5 Z 4, pp. 385∼388
ú
n Þ{ ¿ ?T Æ X Ø û s Þô v Ú; c" e T Æ X Ø z ð ² â ì È; c Q V À W ¥ Coulomb ÇÊ Ý
L
|\ 8 ; ∗ · T ~ ç ¡) o
z @ / < Æ § Ó ü t o < Æõ , F g Å Ò 500-757 (2007¸ 3 Z 4 30{ 9 ~ Ã Î6 £ §)
¿
º × æÙ þ ` ¦ 5 Å q r & y n C_ 5 Å q ¸\ î r 5 Å q§ 4 Ü ¼ Ð Ø æ[ t r v s : r s | ¾ Ó Ò q t$ í ) a . s X O > Ò q t
$ í
) a s : r _ { 9 Û ¼& 7 à Ô! 3 ` ¦ ì r$ 3 # × æÙ þ _ Ø æ[ t Ê ê ë ß [ þ t # Q > # Q* ô Ç + þ AI ü < B j& m 7 £ § Ü ¼
Ð Ø ½ Ó ¦, ² D G Ø æ[ t _ íl \ 3 $ß ¼-/ å J À Ò : r e ¦ Û ¼ Ò q t$ í ÷ &% 3 H t # Â Ò\ @ / # ½ ¨ ½ + É Ã º e
. Ä ºo H p ² D G BNL, AGS 5 Å q l _ E895z ´+ « > × æ 2 A·GeV z ´+ « >_ s : r X <s ' \ ¦ Ä »^ % i < Æ ¸ 4
S q Ð ì r$ 3 ¦, π
+ü < π
−{ 9 _ Ã ºf î r1 l x | ¾ Ó ì r í q @ /g A & ³ © \ p u H Coulomb ´ òõ \ ¦ ½ ¨ % i .
Õ
ª õ É r à ºf î r1 l x | ¾ Ó % ò % i \ " f π
−Û ¼& 7 à Ô! 3 s A Ð ^ ¦2 ¤ ¦ π
+Û ¼& 7 à Ô! 3 s 0 A Ð ^ ¦2 ¤ < Ê` ¦ [ O
"
î ½ + É Ã º e % 3 ¦, χ
2/DOF (Degree of Freedom) s Coulomb´ òõ \ ¦ ¦ 9 t · ú § ¤` ¦ M : Ð 2C
&
ñ ¸ > h ÷ &% 3 .
PACS numbers: 25.75.-q, 12.38.Mh
Keywords: 3 $ß ¼/ å J À Ò : r e ¦ Û ¼ , © @ / : r& h × æ s : r Ø æ[ t, s : r, { 9 Û ¼& 7 à Ô! 3 , Ù ü t2 § ´ òõ
I. " e  ] Ø
×
æÙ þ s H כ É r Au ü < ° ú É r Á º î r Ù þ ` ¦ ´ ú ô Ç . × æ Ù þ
5 Å q \ H ´ ú § É r à º_ × æ$ í ü < ª $ í e # Q" f, ¿ º > h _
× æÙ þ s y n C\ î r 5 Å q ¸ Ð Ø æ[ t ´ ú § É r à º_ D h Ð î
r { 9 [ þ t s ë ß [ þ t # Qt ¦ s [ þ t s ¦ : r ¦x 9 ¸_ > \ ¦ s ê
r . \ -t Ø æì r y ß ¼ ¨ î è\ H y © § 4 Ü ¼ Ð 5 Å q ~ à Ì÷ &
#
Q e # Q" f L :# Qt t · ú §~ 3 $ß ¼[ þ t s { 9 [ þ t ÐÂ Ò' 4 R
ü < > ? /\ ¦ Ä »\ v > [ t m H 3 $ß ¼/ å J À Ò : r e ¦ Û ¼
Ò q t$ í ) a . s Qô Ç 3 $ß ¼-/ å J À Ò : r e ¦ Û ¼ _ > r F # Â
Ò\ ¦ · ú Ðl 0 A # © @ / : r& h × æÙ þ s : r Ø æ[ tz ´+ « >s '
÷ & ¦ e . s : r É r | 9 | ¾ Ós 140MeV_ É r { 9
Ð É r Á º î r { 9 [ þ t \ q # ´ ú § É r ª s ë ß [ þ t # Q
. Õ ªA " f s : r _ { 9 Û ¼& 7 à Ô! 3 ` ¦ ì r$ 3 ¦ ½ ¨
Ø æ[ t íl \ ë ß [ þ t # Q & ~ > _ oü < { 9 _ Ò q t$ í B j
&
m 7 £ § \ ' a ô Ç ´ ú § É r & ñ Ð\ ¦ % 3 ` ¦ Ã º e [1–5].
s
X O > # % 3 # Q Ø æ[ t z ´+ « > õ , Z } É r \ -t Ø æ[ t
\
" f H π + ü < π − _ { 9 Û ¼& 7 à Ô! 3 s ° ú Ü ¼ ± ú É r \ -t Ø
æ[ t \ " f H π − ü < π + _ 8 ú x à º Ø Ô 9 ¢ ¸ô Ç Ã ºf î r1 l x | ¾ Ó Û
¼& 7 à Ô! 3 _ ¸ ª ¸ Ø Ô . 7 £ ¤ ± ú É r à ºf î r1 l x | ¾ Ó % ò % i \
"
f π − H A Ð ^ ¦2 ¤ ô Ç ì ø Í π + H 0 A Ð ^ ¦2 ¤ . π + ü <
π − { 9 > hà º_ q @ /g A$ í É r N + π → ∆(1232) → N + π á
Ô Ð[ jÛ ¼\ _ K π { 9 [ þ t s ë ß [ þ t # Qt Ù ¼ Ð, % 6 £ § { 9
∗
E-mail: [email protected]
Ù þ
õ ³ ð& h Ù þ ? /_ ª $ í ü < × æ$ í Õ ü w \ ë ß [ þ t
#
Qt H ∆{ 9 _ Z > > hà º ² ú . " f π − ü <
π + { 9 _ > hà º H N N
π−π+
= 5N 5Z
22+N Z +N Z ∼ = 1.94, Au+AuØ æ[ t
\
" f N = 118, Z = 79s .
: r ½ ¨\ " f H p ² D G BNL _ AGS 5 Å q l ½ ¨ è_ E895 Ø æ[ tz ´+ « > × æ 2 A·GeV c \ -t \ _ K Ò q t$ í ) a π − ü < π + _ Ã ºf î r1 l x | ¾ Ó ì r í\ ¦ H. Dobler1 p x s Ø ½ Ó
H s # Q^ ¦ ¸4 S q? / π − ü < π + { 9 Ã º_ q Ö ¦` ¦ 1.94 Ð ¦
&
ñ ¦, Ø æ[ t \ Ã Ð# H ª $ í [ þ t _ s : r Û ¼
&
7 à Ô! 3 \ p u H % ò ¾ Ó` ¦ ¦ 9 # ì r$ 3 % i [3,6–8].
II. T Â ] Ø
¿
º Ù þ s y n C\ î r 5 Å q ¸ Ð Ø æ[ t > ÷ & ¿ º × æÙ þ É r Lorentz Contraction \ _ K c ~ ½ Ó ¾ ÓÜ ¼ Ð_ U ´s à º» ¡ ¤ s { 9
# Qè ß . s M : ¿ º Ù þ s Ø æ[ t ¿ º Ù þ É r B Ä º H \ - t
\ ¦ t ¦ Ø æ[ t % i Ü ¼Ù ¼ Ð Õ ª \ -t É r / B N ç ß \
¸s > ÷ & ¦ s > _ : r ¸ B Ä º Z } t > ) a . ¢ ¸ô Ç Au ü < Au Ù þ _ Ø æ[ t Ð 400> h\ î r Ù þ [ þ t s É r /
B
N ç ß \ ¸# Ù þ _ x 9 ¸ B Ä º Z } t > ) a . s M :,
>
H ¦ : r ¦x 9 ¸ © I \ ¸² ú > ÷ & ¦, Ù þ î ß \ 5 Å q ~ à Ì
÷
&# Q e ~ 3 $ß ¼ü < / å J À Ò : r[ þ t s Z } É r : r ¸ Ð · ú » ¡ ¤ ÷ & " f
"
f Ð Ä »\ v > [ t m H © I 3 $ß ¼/ å J À Ò : r e ¦ Û ¼
Ò q t$ í ) a . Õ ªo ¦ s > H / å L5 Å q ¸ Ð Ø ½ Ó > ) a .
-385-
-386- ô Dz D GÓ ü t o < Æ rt “D hÓ ü t o ”, Volume 54, Number 5, 2007¸ 5 Z 4
s
X O > B Ä º Z } É r : r ¸ü < x 9 ¸\ ¦ > / å L5 Å q ¸ Ð Ø
½ Ó H כ ` ¦ U. Heinz ü < K. S. Lee H s # Q^ ¦ s % i
[7]. s s # Q^ ¦ _ ? /Â Ò\ e H 3 $ß ¼/ å J À Ò : r e ¦ Û ¼
H J. D. Bjorken _ & ñ @ / Ð s © & h Ä »^ Ð & ñ % i
¦, s > H s © Ä »^ Ø ½ Ó H כ Ü ¼ Ð & ñ % i .
T µv = (ε + p)u µ u v − g µv p (1) ü
< ° ú É r Ä »^ % i < Æ& h î r1 l x | ¾ Ó J $ " f ë ß 7 á ¤ ô Ç . s > H " é ¶ :
x+ þ AÜ ¼ Ð c ~ ½ Ó ¾ ÓÜ ¼ Ð Ø Ô> Ø ½ Ó ¦ c ~ ½ Ó ¾ Óõ Ã ºf ô Ç
~
½ Ó ¾ ÓÜ ¼ Ð H _ Ø ½ Ó t · ú § H ¦ & ñ % i . s Q ô
Ç s Ä » Ð
∂T µv
∂x µ
= 0 (2)
Ü
¼ Ð Ä »^ % i < Æ& h î r1 l x | ¾ Ó J $ " f Ð > r ) a [13]. s M : : r
¸ / å L5 Å q ¸ Ð ± ú t > ) a . s X O > Ø ½ Óõ : r ¸ y © s
s À Ò# Qt " f Ä »\ v > [ O # e ~ 3 $ß ¼ü < / å J À Ò : r s r
½ + Ë # { 9 \ ¦ Ò q t$ í > ) a . s M : | 9 | ¾ Ós 140 MeV Ü ¼ Ð É r π + ü < π − { 9 [ þ t s | ¾ ÓÜ ¼ Ð ë ß [ þ t # Qt >
)
a . s M :, Au H \ ¦ ¸¿ º b # Q · p © I Ð 5 Å q # Ø
æ[ t % i Ü ¼Ù ¼ Ð > î ß \ H ´ ú § É r + > r F > ) a .
π + H s M : Coulomb ' § 4 \ _ K 8 H î r1 l x | ¾ Ó` ¦ ° ú >
÷
& ¦ π − H Coulomb § 4 \ _ K 8 É r î r1 l x | ¾ Ó` ¦ ° ú >
)
a . B Ä º H c \ -t \ " f H 5 Å q ¸ À 1 Ï Coulomb_
´
òõ t ë ß ± ú É r c \ -t \ " f H Coulomb \ _ ô Ç î r 1
l
x | ¾ Ó o 8 & | 9 כ Ü ¼ Ð Ò q ty ) a . s Qô Ç s Ä » Ð ± ú
É r c \ -t \ " f π + ü < π − _ { 9 Û ¼& 7 à Ô! 3 \ s Ò q t l
> ) a [9–11].
s
Qô Ç ¸4 S q\ " f { 9 Û ¼& 7 à Ô! 3 É r 6 £ § õ ° ú É r Cooper-Frye Formular РÒ' ½ ¨½ + É Ã º e Ü ¼ 9 [12],
E d 3 N d 3 p = g
2π Z
P f
p µ dσ µ (x)f (x, p) (3)
>
_ Ø ½ Ó H ¸ ª 1 p x \ 6 £ § õ ° ú s j þ t à º e .
d 2 N
m T dm T dy = V
Z +η
max−η
maxdη
Z r
max(η) 0
rdr cosh(y − η)
× exp( m T cosh(y − η) cosh ρ − µ
T ).I 0 ( p T sinh ρ T )
(4) s
d ` ¦ y Ð & h ì r m T - Û ¼& 7 à Ô! 3 s ë ß [ þ t # Qt ¦, m T Ð & h ì r y-Û ¼& 7 à Ô! 3 s > í ß ) a .
#
l \ " f V H © Ã ºs ¦, T H > _ : r ¸, η H c ~ ½ Ó ¾ Ó Ø
½ Ó5 Å q ¸, ρ H Ã ºf ~ ½ Ó ¾ Ó 5 Å q ¸s . Ø æ[ t Ê ê ë ß [ þ t # Qt
H ´ ú § É r { 9 [ þ t Ð s À Ò# Q > H Ø æ[ t \ Ã Ð# H ª $ í
Fig. 1. π + m T Spectrum of E895 2 A·GeV.
[ þ t M :ë H \ \ ¦ t ¦ e ¦, s : r[ þ t s 0 Aü < ° ú É r Û
¼& 7 à Ô! 3 ` ¦ t ¦ > ÐÂ Ò' ` ¦ M : Coulomb © ñ 6 x M
:ë H \ î r1 l x | ¾ Ós > ) a . Õ ª QÙ ¼ Ð π + _ â Ä º p π
+= p 0 + p c , π − _ â Ä º p π
−= p 0 − p c ` ¦ @ /{ 9 # m T ,0 = p(p T ∓ p c ) 2 − m 2 , m T ,0 dm T ,0 = p
Tp ∓p
cT
m T dm T ' a >
\
¦ s 6 x , d 3 N d 3 p T
= d 3 N 0
d 3 p T ,0
d 3 p T ,0
d 3 p T
= d 3 N 0
d 3 p T
p T ,0 p T
E 0 E
(5) ü
< ° ú s % 6 £ § > \ " f Ò q t$ í ) a { 9 Û ¼& 7 à Ô! 3 d d
33p N
0T ,0
ü <
Coulomb ´ òõ \ _ K o ) a { 9 Û ¼& 7 à Ô! 3 d d
33p N
T
_ ' a
>
\ ¦ ½ ¨½ + É Ã º e .
T, η, ρ, p c 1 p x` ¦ × þ # þ j è 5 p xZ O Ü ¼ Ð z ´+ « >X <s \ ¦ ì
r$ 3 < ÊÜ ¼ Ð+ s : r[ þ t _ Ã ºf î r1 l x | ¾ Ó Û ¼& 7 à Ô! 3 s Ø ½ Ó
H s # Q^ ¦ ¸4 S qs õ ü < { 9 u H t , Coulomb ´ ò õ
\ _ # π − ü < π + Û ¼& 7 à Ô! 3 _ s ¸ ú [ O " î ÷ & H t _
# Â Ò\ ¦ · ú ^ ¦ Ã º e .
III. + s Ç Ê Ý
π + , π − _ m T Û ¼& 7 à Ô! 3 _ ì r$ 3 õ \ ¦ Coulomb ´ òõ ü
< ∆-decay\ ¦ ¦ 9ô Ç â Ä º, ∆-decayë ß ¦ 9ô Ç â Ä º, ∆- decay ü < Coulomb´ òõ \ ¦ ¦ 9 t · ú § É r â Ä º Ð ¾ º# Q
"
f Fig. 1õ Fig. 2\ ³ ðr % i . ∆-decay\ ¦ ¦ 9ô Ç â
½ ¨ 7 Hë H × æÙ þ s : r Ø æ[ t \ " f s : r Û ¼& 7 à Ô! 3 \ p u H Coulomb ´ òõ – þ j¸ n q · s y © $ 3 -387-
Fig. 2. π − m T Spectrum of E895 2 A·GeV.
Ä
ºü < Á º כ ¸ ¦ 9 t · ú § É r כ É r _ s \ O H כ Ü
¼ Ð t ë ß Coulomb´ òõ \ ¦ ¦ 9ô Ç â Ä º X <s ' ° ú כ Ü
¼ Ð Fit ô Ç õ Z 41 p x y ¸ ú ´ ú H H כ ` ¦ · ú Ã º e .
Coulomb ´ òõ \ ¦ ¸{ 9 Ù þ ¡` ¦ â Ä º π + ü < π − _ { 9 Û ¼& 7 à Ô
!
3 _ χ 2 /DOF (Degree of Freedom) s Coulomb´ òõ \ ¦
¦ 9 t · ú § ¤` ¦ M : H 2.6189% i ¦, Coulomb´ òõ \ ¦ ¦ 9 ô
Ç â Ä º 1.2688 Ð Coulomb´ òõ \ ¦ ¦ 9ô Ç כ s ¦ 9 t
· ú
§ É r כ Ð Ð 1 2 & ñ ¸ Ð > M ® o . Coulomb´ ò õ
\ ' a > ) a B j' H 1.96s . 7 £ ¤ B Ä º É r à ºf
| 9
| ¾ Ó % ò % i \ " f π − Û ¼& 7 à Ô! 3 É r 0 A Ð 7 £ x t ë ß π + Û ¼& 7 à
Ô! 3 É r 0 A Ð ^ ¦2 ¤ ô Ç ¸ ª ` ¦ ? / ¦ e H X < s ¸ ª _
s Coulomb´ òõ M :ë He ` ¦ [ O " î ½ + É Ã º e % 3 .
IV. + s Ç Â ] Ø
E895, 2 A·GeV c \ -t , Au+AuØ æ[ t _ π + , π − _ m T - Û ¼& 7 à Ô! 3 ` ¦ © @ / : r& h Ü ¼ Ð Ø ½ Ó H " é ¶: x+ þ A s # Q
^
¦ ¸4 S q Ð ì r$ 3 ¦, Coulomb´ òõ \ ¦ ¦ 9 # π + , π − _ { 9
Û ¼& 7 à Ô! 3 ` ¦ ì r$ 3 % i . π − ü < π + Û ¼& 7 à Ô! 3 _ ¸ ª
s \ ¦ Coulomb ´ òõ Ð" f [ O " î ½ + É Ã º e % 3 ¦ Coulomb
´
òõ \ ¦ ¦ 9 t · ú § ¤` ¦ M :, þ j è 5 p xZ O _ χ 2 /DOF =
2.61896 ì ø Í Coulomb´ òõ \ ¦ ¦ 9ô Ç õ H χ 2 /DOF
= 1.26879 Ü ¼ Ð Coulomb´ òõ \ ¦ ¦ 9½ + É M : ¦ 9
t · ú §` ¦ M : Ð ¸ ú ´ ú H כ Ü ¼ Ð ó ø Í" î ÷ &% 3 . 2 A·GeV
÷
r m 4 A·GeV, 6 A·GeV, 8 A·GeV x 9 8 Z } É r \ - t
\ " f Coulomb´ òõ _ oü < s : r { 9 Û ¼& 7 à Ô! 3 _ q
@ /g A$ í ` ¦ [ O " î ½ + É Ã º e H B j& m 7 £ § \ @ / # 8¹ ¡ ¤ ´ ú §
É
r ½ ¨ 9 כ ¹ .
P
c p 8 ý ò k >
: r 7 Hë H É r z @ / < Æ § BK21 F g ¦/ å L § 4 ª $ í
\ O
é ß _ ½ ¨q t " é ¶ \ _ K Ã º' ÷ &% 3 _ þ v m .
Y
c p w à U Ø ô
[1] J. L. Klay et al., [E-895 Collaboration], Phys. Rev.
C 68, 054905 (2003)[Nucl-ex/0306033]
[2] B. Pin-zhen and J. Rafelski, nucl-th/0507037 [3] B. S. Hong, J Korean Phys. Soc. 46, 1038 (2005) [4] B. Hong, et al., [FOPI Collaboration], Phys. Lett. B
407, 115 (1997), [Nucl-ex/9706001]
[5] A. Wagner et al., Phys. Lett. B 420, 20 (1998) [6] H. Dobler, J. Sollfrank and U. Heintz, Phys. Lett. B
457, 353 (1999)
[7] K. S. Lee, U. Heintz and E. Schnedermann: Z. Phys.
C 48, 525 (1990)
[8] E. Schnedermann, J. Sollfrank and U. Heinz, Phys.
Rev. C 48, 2462 (1993)
[9] H. W. Barz et. al., Phys. Rev. C 57, 2536 (1998) [10] M. Gyulassy and S. K. Kaufmann, Nucl. Phys. A
362, 503 (1981)
[11] A. Ayala and J. Kapusta, Phys. Rev. C 56, 407 (1997)
[12] F. Cooper and G. Frye, Phys. Rev. D 10, 140 (1974) [13] J. D. Bjorken, Phys. Rev. D 56, 140 (1983)
[14] B. J. VerWest and R. A. Arndt, Phys. Rev. C 25,
140(1982)
-388- ô Dz D GÓ ü t o < Æ rt “D hÓ ü t o ”, Volume 54, Number 5, 2007¸ 5 Z 4
Coulomb Effect on the Pion Spectrum in a Heavy Ion Collision
Suk Choi ∗ and Kang-Seog Lee
Department of Physics, Chonnam University, Gwangju 500-757 (Received 30 March 2007)
π
−and π
+transverse mass spectra measured by E895 in Au+Au collisions at the 2A·GeV beam energy at AGS, BNL, are analyzed by using an ellipsoidally expanding fireball model with Coulomb interaction. The Coulomb interaction of charged pions leaving the system, which has charge due to the initial protons of the target and the projectile nuclel, is essential in explaining the difference in the shape of the m
Tspectra in the low-m
Tregion.
PACS numbers: 25.75.-q,12.38.Mh
Keywords: Quark-Gluon Plasma, Relativistic heavy ion collision, Pion, Particle Spectrum, Coulomb Effect
∗