高能重离子碰撞中的自旋极化效应与高维度数值积分研究

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摘要

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符号说明

第1章绪论

1．1 粒子物理标准模型简介

1．2相对论性重离子碰撞与夸克胶子等离子体

1．3高能重离子碰撞实验简介

1．4 GPU计算在高能重离子碰撞研究中的应用

1．4．1 相对论重离子碰撞研究中的计算机算力需求

1．4．2基于GPU的高性能计算

1．5．1 基于GPU的相对论性重离子碰撞过程中自旋极化效应的研究

1．5．2基于GPU的高能物理中高维度积分的数值求解

1．6论文结构

第2章高能重离子碰撞中的自旋极化效应

2．1 自旋极化效应研究的背景

2．1．1 自旋与涡旋

2．1．2 自旋-轨道耦合与自旋-涡旋耦合

2．1．3高能重离子碰撞中的整体自旋极化效应

2．1．4 高能重离子碰撞中的局域自旋极化效应

2．2 自旋极化效应的实验测量

2．2．1 STAR实验介绍

2．2．2 STAR实验上关于整体自旋极化效应的测量

2．2．3 STAR实验上关于局域自旋极化效应的测量结果

2．3研究自旋极化效应的理论模型

2．3．1整体自旋极化效应模型

2．3．2研究局部自旋极化效应的模型

2．4局部自旋极化效应中的方位角依赖问题

2．4．1 横向极化中的方位角依赖问题

2．4．2纵向极化的整体符号问题

2．4．3 关于符号问题可能的理论解释

第3章基于3+1维流体程序CLVisc的自旋极化效应研究

3．1 关于自旋化学势的讨论

3．1．1 自旋化学势的构造

3．1．2 4种自旋化学势的形式及物理意义

3．1．3 自旋极化率公式的重新构造

3．2基于GPU的相对论流体力学模拟程序CLVisc介绍

3．2．1 二阶相对论性流体力学框架简介

3．2．2 CLVisc的程序实现

3．3 CLVisc模拟中碰撞初始条件的设定

3．3．1 碰撞参考系的选择

3．3．2两种碰撞初始化条件

3．4 AuAu碰撞过程的模拟结果

3．4．1 光学Glauber初始化条件下的局部自旋极化率

3．4．2 AMPT初始化条件下的局部自旋极化率

3．4．3一种特殊的加权平均方式下的纵向自旋极化率

3．5 PbPb碰撞过程的模拟结果

3．5．1 铅核铅核碰撞系统横向自旋极化率

3．5．2 铅核铅核碰撞系统纵向自旋极化率

3．6 关于局部自旋极化模拟结果的讨论

3．6．1 四种涡旋张量模拟结果的分析与讨论

3．6．2局部自旋极化模拟结果总结

第4章基于GPU的高能物理中高维度积分的数值求解

4．1 高能物理中的高维度积分简介

4．1．1 高能物理中常见的高维积分

4．1．2高能物理中常用的数值积分工具

4．2 高维度积分的数值求解方案

4．2．1 蒙特卡洛方法简介

4．2．2 VEGAS的数值积分求解策略

4．2．3一种数值求解高维积分的算法：ZMCintegral

4．3基于GPU的分层抽样与启发式树搜索算法

4．3．1 分层抽样与启发式树搜索算法

4．3．2针对GPU的内存和线程单元数的优化

4．3．3积分超参数的设置技巧

4．4 积分程序包ZMCintegral

4．4．1 ZMCintegral的积分性能测试

4．4．2 关于ZMCintegral积分性能的总结与讨论

4．5高维度积分数值求解策略与方法总结

第5章基于GPU的参数空间搜索策略

5．1 参数空间搜索简介

5．2 ZMCintegral-v5的参数空间搜索策略

5．3 ZMCintegral-v5的参数空间搜索性能测试

5．3．1单节点测试

5．3．2多节点测试

5．4总结与讨论

第6章总结与展望

6．1 总结

6．1．1 相对论重离子碰撞中的局部自旋极化

6．1．2高能物理中高维积分的数值求解

6．2 展望

参考文献

附录

致谢

在读期间发表的学术论文与取得的研究成果