相对论重离子碰撞中确定QCD相边界的若干问题

为了从相对论重离子碰撞实验确定量子色动力学(Quantum Chromo-dynamics,QCD)所预言的相变临界点和相边界,必须考虑实验数据中非临界涨落、有限系统尺度、有限演化时间的影响。本文综述了这三方面工作的主要内容、结果和意义。对于非临界涨落,主要讨论了由于有限事件数对观察量测量的影响,估计了在相对论重离子对撞机(Relativistic Heavy-Ion Collider,RHIC)能量扫描区,精确测量高阶守恒荷高阶矩所需要的事件数。提出用泊松分布描述有限末态粒子数所致的统计涨落,将统计涨落和实验结果比较,发现统计涨落贡献为主,必须扣除泊松主导的统计涨落。提出混合事件方法,定义动力学累积矩为原始样本的累积矩减去混合样本的累积矩,利用多相输运模型(A Multiphase Transport Model,AMPT)的default模型重建了一个与之相对应的混合事件样本,结果表明:动力学累积矩确实能很好地扣除泊松样的统计涨落,尤其是中心度bin宽度和探测器效率的影响。对于有限系统尺度的影响,利用三维三态Potts模型研究了各种有限系统尺度下,它的磁化强度的高阶感应率在一级相变、临界点,以及平滑过渡区域的行为。发现在固定外场,穿越相边界的时候,从二阶到六阶磁化率都会出现非单调行为,或符号的变化,而且在三个相变区域,非单调行为类似。因此,仅从非单调行为不能区分不同级数的相变。进一步研究了磁化率的有限尺度标度行为,它们的标度指数在不同级数相变中是不一样的,可以区分不同级数的相变。根据观测量的有限尺度标度性,给出了用固定点确定临界参数的定量方法,并将该方法应用到三维三态Potts模型模拟产生的数据分析,展示了方法的精确有效性。对于非平衡演化的影响,采用Metropolis算法模拟了三维Ising模型在临界点附近从非平衡到平衡的演化过程。发现其序参量在演变过程中以指数形式趋近其平衡值,这与动力学朗之万方程给出的结果相同。临界温度下的平均弛豫时间随系统尺度的z次幂发散,表明它能很好地表示动力学方程中的弛豫时间。非平衡演化过程中序参量的三阶矩和四阶矩会出现正、负值震荡,符号取决于观测时间,结果与平滑过渡区动力学模型一致。研究还发现,在平滑过渡区,非平衡演化持续时间非常短,非平衡对观察量的影响非常弱;但是在一级相变线上,非平衡弛豫的时间非常长,非平衡豫影响不可忽略。这些定性特征对实验确定QCD的临界点和相边界具有重要的指导意义。

相对论重离子碰撞实验中混合事件方法的研究

把RQMD(RelativisticQuantumMolecularDynamics)产生器产生的数据输入作为原始事例取样 ,讨论了在比较复杂的背景情况下 ,一种新的混合事件方法 ,用以证实在相对论重离子碰撞实验中高能量激发共振态的存在 .并以共振态重子Δ+ +

相对论重离子碰撞中光子-光子相互作用的碰撞参数依赖性

在相对论重离子碰撞中,接近光速的重离子产生的超强电磁场,由于洛伦兹收缩效应可等效为线性极化的准实光子,进而诱发光子-光子相互作用产生正负轻子对.相对论重离子对撞机RHIC和大型强子对撞机LHC上的国际合作实验在非超周边重离子碰撞中观测到相干光致产生过程,发现正负轻子对的横动量分布相比于其在超周边碰撞发生显著的展宽,为研究解禁闭物质--夸克胶子等离子体的电磁性质提供了新途径.本文主要回顾相对论重离子碰撞中光子-光子相互作用对碰撞参数依赖的实验研究,并讨论其在侦测夸克胶子等离子体电磁性质方面的重要意义.

超相对论性重离子碰撞的国际大科学实验综述

综述了超相对论性重离子碰撞的国际大科学实验进展及相关的物理学研究现状,内容包括:BNL/AGS能区和CERN/SPS能区的固定靶实验回顾,BNL/RHIC能区的对撞实验现状以及对CERN/LHC能区的对撞实验的预期.

相对论重离子碰撞中π介子椭圆流劈裂

近年来,美国布鲁克海文国家实验室的相对论重离子对撞机上正在进行着束流能量扫描实验,STAR国际合作组的研究人员发现π介子椭圆流劈裂与电荷不对称度存在着线性关系.该现象被认为是手征磁波效应的重要信号.本文基于拓展的多相输运模型,利用三味Nambu-Jona-Lasinio(NJL)模型研究了构成π+和π-介子不同的夸克同位旋平均场势,为解释π介子椭圆流劈裂与电荷不对称度线性关系的实验现象提供了新思路,可为同质异素体碰撞以及致密星体中夸克物质同位旋效应研究提供理论依据.

相对论重离子碰撞中的喷注淬火效应

相对论重离子碰撞中产生了高温高密解禁闭的夸克胶子等离子体(QGP),研究QGP的性质是高能核物理目前最重要的物理目标之一.其中,应用喷注淬火作为硬探针研究QGP的性质是一个非常重要的手段.喷注淬火指的是相对论重离子碰撞中产生的高能部分子穿过QGP时,通过强相互作用导致的能量损失效应.本文主要介绍喷注淬火效应的最新研究进展,具体包含喷注淬火效应对强子、喷注和喷注子结构的介质影响,以及目前理论上面临的问题和困难.

从相对论性重离子碰撞实验数据中挑选QGP事件的方法

通过对相对论性核核碰撞中单事件阶乘矩的分析，把末态方位角、快度二维相空间阶乘矩剧烈上翘的消失与 Ｋ／π比上升联系起来讨论，提出了一种从相对论性重离子碰撞实验数据中挑选 Ｑ Ｇ Ｐ事件的方法，将这一方法用到 Ｍｏｎｔ Ｃａｒｌｏ 模拟得到的样本中，证明它能有效地降低非 Ｑ Ｇ Ｐ事件背景，提高 Ｑ Ｇ Ｐ事件的纯度．

用阶乘矩技术提高相对论重离子碰撞实验数据样本中QGP事件比例的方法

在相对论重离子碰撞中形成QGP时，与之相伴随的有一些非QGP背景事件．把末态（方位角、快度）二维相空间中阶乘矩剧烈上翘的消失与一些普遍认为的QGP信号（如K／π比的上升）联系起来讨论，提出了一种从实验数据中挑选候选的QGP事件的方法．用Mont－Carlo模拟表明，这种方法有效地提高了挑选出来的子样本中QGP事件的信噪比．

LHC能量下相对论重离子碰撞中初态核效应对直接光子谱的影响

在次领头阶部分子模型的基础上,通过采用不同的初态核效应参数化因子,研究了相对论重离子碰撞中初态核效应对直接光子谱的影响,计算了p+A和A+A对心碰撞中直接光子的核修正因子.这对研究相对论重离子碰撞寻找夸克胶子等离子体是非常重要的.

相对论重离子碰撞的纵向流分布与碰撞能量关系的研究

利用相对论纵向非均匀集体流模型 ,讨论较大的碰撞系统 (Au Au和Pb Pb作用 )分别在AGS、SPS和RHIC能区的重子纵向集体流分布特征 .发现 :能量越高 ,纵向流的非均匀分布特征越强 ,即在最新的RHIC能区所产生的粒子系统具有很强的非均匀分布特征 ,表现为很强的核透明性 .这一研究不仅可以帮助了解最新的RHIC能区的粒子分布特征 。

相对论重离子碰撞中初态核效应对直接光子谱的影响

在次领头阶部分子模型的基础上,通过采用不同的初态核效应参数化因子,研究了相对论重离子碰撞中初态核效应对直接光子谱的影响,计算了p+A和A+A对心碰撞中直接光子的核修正因子,这对研究相对论重离子碰撞寻找夸克胶子等离子体非常重要.

相对论重离子碰撞中粒子的鉴别

根据聚合级次定律提出一种相对论重离子碰撞中粒子鉴别的新方法。采用该法分析了Ｂｅｖａｌａｃ流光室１．２ＡＧｅＶＡｒ＋ＢａＩ２和２．１ＡＧｅＶＮｅ＋ＮａＦ４π实验事件中ｚ≤２的粒子及碎片的产生几率。发现了粒子鉴别前后两种实验事件快度分布的变化。

LHC能区相对论重离子碰撞中的双轻子产生及其信号与背景的研究(英文)

在微扰QCD框架下,描述了强子-强子(p-p)作用中重夸克cc和bb的产生;基于Glauber模型,考虑核遮蔽效应,推广强子-强子相互作用到核-核(A-A)情况.模拟了LHC能区铅-铅(Pb-Pb)碰撞中重夸克产生和轻子衰变,预言了ALICE向前区域的μ子产生率和双μ不变质量谱,讨论了μ子产物的实验观察效应;建议了一种进行数据分析、抽出μ子对信号和背景产物的物理方案,预言了ALICE实验中关联μ子对的测量精度,解决了ALICE实验中复杂μ子产物的分离技术.

相对论重离子碰撞中HBT关联 λ参数分析(英文)

利用相对论量子分子动力学模型 RQMD,对 RHIC能区 s =2 0 0 AGe VAu+ Au中心碰撞进行了 2 π干涉学分析 ,对 HBT关联相干因子 λ的行为进行了研究 .研究表明 ,参数 λ一般小于理想混沌源时的值 ,这反映了源的部分相干特性外 ,还与源的膨胀和持续冻结有关 ,体现为

相对论重离子实验数据分析中的软件库联接及改造

把相对论重离子实验的数据处理系统的软件库与ＣＥＲＮ软件库进行了联接。对由于版本的不同引起的＂故障＂进行了处理。为使数据处理系统与所用的计算机环境相兼容，对数据处理系统软件库进行了改造。

相对论重离子碰撞研究现状

CERN/EMU01实验第16届国际合作组会议与相对论重离子碰撞国际讨论会于1997年11月10～15日在印度斋浦尔(Jaipur)举行。印度拉贾斯坦(Rajasthan)大学V.Kumar教授任主席。到会的有瑞典、俄罗斯、中国、德国等10余个国家的50余名代表。会上有大会报告33个,交流论文42篇。会中总结、交流了相对论重离子碰撞研究的进展情况。 1 相对论重离子碰撞相对论重离子碰撞物理是80年代兴起的介于粒子物理与核物理之间的交叉学科。在实验室环境下,利用国际大型加速器加速重离子束流,实现高能核碰撞,根据QCD预言,当局域环境达到高温高密的极端条件,可能出现通常的核子物质到夸克胶子等离子体的相变(QGP)。

相对论性重离子碰撞进展

本文在回顾本世纪物理学取得的成就的基础上,对相对论性重离子碰撞进行了回顾及展望。

相对论重离子碰撞的趋平衡问题

从相对论ＢＵＵ理论出发，研究了１ＧｅＶ／ｕ能区重离子碰撞全局和局域平衡性质．研究结果表明，在该能区平均场对反应动力学过程仍有相当的作用；对有限核系统的反应动力学过程的时间演化的研究表明，有限核系统未能达到全局平衡，在中心区基本达到局域平衡．因而在该能区的重离子碰撞中引入完全热平衡概念时，需谨慎考虑．

相对论重离子碰撞中背景磁场的计算与分析

通过洛伦兹变换推导了相对论匀速运动点电荷磁场公式.在此基础上得到了相对论重离子碰撞中背景磁场的计算公式,并考虑原子核在纵向的厚度.对RHIC能区Au-Au碰撞和LHC能区Pb-Pb碰撞所产生的磁场进行了数值计算,着重讨论了原点磁场的能量依赖性质并给出了直观的定性解释.

相对论重离子碰撞中e^＋e^—对奇异粒子信号的干扰及其排除

对每核子２００ＧｅＶ能量的硫（Ｓ）束流与固定靶铅（Ｐｈ）相互作用中所产生的ｅ＋ｅ－电子对的性能进行了研究，研究了ｅ＋ｅ－对奇异粒子和Ｋｓ°造成的本底干扰，寻找到了有效排除ｅ＋ｅ－本底的条件．