sPHENIX検出器がクォーク・グルーオン・プラズマの研究に一歩前進(New particle detector passes standard candle test)

2025-09-02 マサチューセッツ工科大学(MIT)

MITとブルックヘブン国立研究所は、重イオン衝突実験装置「sPHENIX」が基準検証となる「スタンダードキャンドル」試験に合格したと発表した。金イオン衝突から生じる荷電粒子の数とエネルギーを測定し、真正面衝突で斜め衝突の約10倍の高エネルギー粒子を生成することを正確に捉え、装置の精度を実証した。sPHENIXは電磁・ハドロン検出器や超伝導磁石を備え、毎秒1.5万件の衝突イベントを処理可能な「3Dカメラ」と称される最新型検出器である。研究者はこれにより、宇宙誕生直後に存在したクォーク・グルーオンプラズマ(QGP)の進化や性質を高精度で解明できると期待している。今後はさらに多くの実験を行い、まれな物理過程の観測も視野に入れて研究を進める予定である。

sPHENIX検出器がクォーク・グルーオン・プラズマの研究に一歩前進(New particle detector passes standard candle test)
The sPHENIX detector is the newest experiment at Brookhaven National Laboratory’s Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) and is designed to precisely measure products of high-speed particle collisions. This image shows the installation of the inner hadronic calorimeter within the core of the sPHENIX superconducting solenoid magnet.
Credit: Courtesy of Brookhaven National Laboratory

<関連情報>

√sNN=200 GeVにおけるAu+Au衝突でのsPHENIX検出器による荷電ハドロン多重度測定 Measurement of charged hadron multiplicity in Au+Au collisions at  √sNN= 200 GeV with the sPHENIX detector

The sPHENIX collaboration,M. I. Abdulhamid,U. Acharya,E. R. Adams,G. Adawi,C. A. Aidala,Y. Akiba,M. Alfred,S. Ali,A. Alsayegh,S. Altaf,H. Amedi,D. M. Anderson,V. V. Andrieux,A. Angerami,N. Applegate,H. Aso,S. Aune,B. Azmoun,V. R. Bailey,D. Baranyai,S. Bathe,A. Bazilevsky,S. Bela,… C. Zimmerli
Journal of High Energy Physics  Published:12 August 2025
DOI:https://doi.org/10.1007/JHEP08(2025)075

Abstract

The pseudorapidity distribution of charged hadrons produced in Au+Au collisions at a center-of-mass energy of  √sNN= 200 GeV is measured using data collected by the sPHENIX detector. Charged hadron yields are extracted by counting cluster pairs in the inner and outer layers of the Intermediate Silicon Tracker, with corrections applied for detector acceptance, reconstruction efficiency, combinatorial pairs, and contributions from secondary decays. The measured distributions cover |η| < 1.1 across various centralities, and the average pseudorapidity density of charged hadrons at mid-rapidity is compared to predictions from Monte Carlo heavy-ion event generators. This result, featuring full azimuthal coverage at mid-rapidity, is consistent with previous experimental measurements at the Relativistic Heavy Ion Collider, thereby supporting the broader sPHENIX physics program.

2004放射線利用
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