πp和kp碰撞在√s=22GeV能量下的横动量关联及相对论重离子碰撞中的横动量关联和轴向角关联

摘要

量子色动力学(QCD)理论预言在高温高密极端条件下，会产生一种新的物质形态。通过高能重离子碰撞实验可产生高温高密的极端条件，以研究这种新的物质形态，如夸克-胶子等离子态，正是近年来国际上高能物理学家和核物理学家共同努力奋斗的目标。 逐事件横动量起伏被认为可以用于寻找夸克胶子等离子相和强子相信号，并且可以描述系统热化程度。随着碰撞能量的增高，单个事件中的末态粒子数变大，研究事件到事件的起伏成为了可能。本文归纳和总结了目前实验物理和理论物理所使用的逐事件横动量起伏测量量，并根据它们的共同本质部分给出了归一化的两粒子横动量关联。 在核-核碰撞中寻找夸克-胶子等离子体时的奇异现象，需要与唯象的核子-核子碰撞中的现象相比较。也就是说，人们必须清楚地了解由核子-核子碰撞中所包含的丰富的信息。然而，人们对初级碰撞中的横向膨胀和纵向膨胀的认识还是很肤浅的。因此，本文利用NA22实验数据研究了在质心系能量为22GeV π+p和k+p碰撞中，平均横动量和两粒子横动量关联对快度、方位角及多重数的依赖性。首次发现两粒子横动量关联和平均横动量对快度有不同的依赖性，横动量关联具有洛仑兹平移不变性。两粒子横动量关联和平均横动量有相同的多重数依赖性。由于能动量守恒的束缚，两粒子横动量关联很强地依赖于探测器的方位角接收度。实验结果与PYTHIA蒙特卡罗模拟结果进行比较，同时我们也讨论了与目前重离子碰撞实验结果的相似和不同之处。 末态强子再散射可能会推动系统的膨胀，因此我们利用RQMD模型研究了平均横动量和两粒子横动量关联对碰撞多重数的依赖性。平均横动量随着中心度的增大而减小，然后两粒子横动量关联有相反的单调依赖性。末态强子再散射会加快系统的横向碰撞，越中心碰撞，影响越强，但是对两粒子横动量关联几乎没有影响。 相对论重离子碰撞提供了一个研究极端高温度、高压强和高能量密度下的物质性质的环境。末态粒子横动量分布的方位角各向异性流，被认为是高能核核碰撞中寻找新物质形态的一种有效测量量。通过各向异性流的测量，可以了解高能碰撞早期的部分子阶段的系统性质。椭圆流v<,2>测量了末态粒子与反应平面的方位角关联，是一种各向异性流。椭圆流由系统早期形成的压强差产生，因而可以反应系统早期的动力学。与椭圆流相比，两粒子方位角关联C<'ab>(δφ)和方位角电荷平衡函数B(δφ)的测量要更方便，并且可以提供非椭圆流的信息。本文研究了椭圆流对多重数和单事件平均横动量的依赖性，利用RQMD模型和AMPT模型研究了椭圆流、两粒子方位角关联和方位角电荷平衡函数，并比较了这三个轴向角关联的性质。 两粒子方位角关联对碰撞中心的依赖性与椭圆流相同，动量守恒对两粒子方位角关联的贡献主要集中于大角关联，可以很好地与横平面的各向异性引起的小角关联分离。方位角电荷平衡函数对中心度的依赖性不同于椭圆流和两粒子方位角关联，与热力学模型所预期的结果相矛盾，这意味着方位角电荷平衡函数并不能直接测量各向异性流。

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文摘

英文文摘

论文说明：图表目录

声明

第一章引言

§1.1重离子碰撞物理实验背景

§1.2重离子碰撞物理实验的历史与现状

§1.3本文的组织

第二章逐事件横动量起伏与关联

§2.1事件变量

§2.2横动量起伏

§2.3两粒子横动量关联

第三章强子-强子碰撞中的横动量关联

§3.1 NA22实验简介

§3.2结果分析与讨论

§3.2.1快度依赖性

§3.2.2方位角依赖性

§3.2.3多重数依赖性

第四章相对论重离子碰撞中的横动量关联和轴向角关联

§4.1 RQMD模型和AMPT模型简介

§4.2 RQMD模型中的横动量关联

§4.2.1碰撞中心度的定义

§4.2.2结果分析

§ 4.3 RQMD模型和AMPT模型中的轴向角关联

§4.3.1椭圆流、两粒子方位角关联和方位角电荷平衡函数的定义

§4.3.2椭圆流对中心度和单事件平均横动量的依赖性

§4.3.3两粒子方位角关联和方位角电荷平衡函数的研究

第五章总结与展望

参考文献

发表论文和会议报告目录

致谢