相对论重离子碰撞中快度空间的bin-bin多重数关联

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目前人们普遍认为夸克和轻子是组成物质世界的最基本粒子。但是实验却一直没有找到自由的夸克。夸克及传递夸克间强相互作用的胶子只能存在于强子内部，不能单独跑出来，这称为“夸克禁闭”或“色禁闭”。夸克禁闭是一个实验事实，原因尚不清楚，是跨世纪物理学的一大困惑。20世纪70年代末，李政道等人曾预言：通过高能核—核碰撞可能产生由大量解禁闭的夸克、反夸克、胶子组成的系统——夸克胶子等离子体(QGP)。这一预言推动了人们对高能重离子碰撞物理的研究。
　　由于色禁闭，我们无法直接观测到部分子——夸克和胶子，而只能观测到末态强子。但末态强子仍携带着碎裂前原始夸克和胶子的大量信息。研究末态多粒子系统能帮助我们认识碰撞初态和碰撞过程中的物理。关联是探索高能碰撞中多粒子系统动力学机制的有力工具。本文中用到的关联测量量——“相邻bin多重数关联花样”和“固定—任意bin多重数关联花样”，依赖于相空间中bin的空间位置，所以它们不仅可以反映关联强度随关联长度的变化，还可以反映关联随空间位置的变化，给出关联花样的空间结构信息。本论文将应用这两种关联花样研究相对论重离子碰撞中产生的末态多粒子系统。
　　最近，美国布鲁克海文国家实验室的相对论重离子对撞机RHIC在中心的Au+An碰撞中观察到了长程快度关联。但人们对长程快度关联的起源还不清楚。一些理论模型，比如对偶部分子模型(dual parton model)、色玻璃凝聚(colorglass condensate)，认为实验上所观察到的长程快度关联来源于部分子相互作用。我们的研究结果对这一结论提出了质疑。
　　本文用AMPT(with string melting)、RQMD和UrQMD三个模型研究了Au+An碰撞中快度关联花样的中心度依赖和能量依赖。这两种具有空间位置依赖性的关联花样很好地显示出长程关联(LRC)和短程关联(SRC)的行为。
　　对于快度关联花样的中心度依赖性，三个模型给出了相似的结果。在偏心碰撞中，关联强度随着关联长度的增大而变小，显示出以短程关联为主；而在中心碰撞中，关联花样的结构变得平缓，并且粒子间的关联延伸到更广的空间范围。这表明中心碰撞中出现了长程关联。而RQMD和UrQMD是强子层次的输运模型，没有部分子相互作用，在RQMD模型和UrQMD模型中观察到长程关联，说明：部分子层次的相互作用不是产生长程快度关联的唯一原因；长程快度关联可能还有其他来源，比如强子层次的再散射、强子输运等。
　　对于快度关联花样的能量依赖性，AMPT模型和RQMD模型显示出完全不同的关联花样。在RQMD低能碰撞和AMPT高能碰撞中，关联花样具有相似的结构，都是一个向上凸起的小尖包。而在RQMD高能碰撞和AMPT低能碰撞中，关联花样具有平的结构，没有位置依赖性，关联长度很长。在RQMD模型中，长程快度关联在高能碰撞中出现，在低能碰撞中消失，再次表明：长程快度关联可能来自于一些普通的效应，而不是部分子层次的相互作用。

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作者
乐天;
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作者单位

华中师范大学;

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授予单位华中师范大学;
学科粒子物理与原子核物理
授予学位硕士
导师姓名刘峰;
年度 2011
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类重离子核物理;介子;
关键词
相对论重离子碰撞; 快度空间; 碰撞能量; 多重数关联; 夸克胶子等离子体; 色禁闭;

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