高能极限下部分子饱和及部分子演化规律研究

基于Mueller的偶极子理论框架,研究了高能部分子随快度的演化规律,计算了高能部分子的劈裂几率。本文采用一个新颖的近似方法,简化了部分子演化方程,并计算出了该方程在饱和区域中的解析解,本文的研究为理论上建立电子-质子和质子-核散射模型提供了有力的保障,为实验上解释电子-质子和质子-核散射实验数据提供了理论基础。

高能重离子碰撞中的色玻璃凝聚态产生

在高能重离子碰撞中,当碰撞能量很高或者Bjorken变量的值很小时,强子波函数中单位转移区域的胶子密度将会变得很大而导致胶子分布出现饱和,即色玻璃凝聚态(colour glass condensate,CGC)。据此,简要综述了高能重离子碰撞中色玻璃凝聚态(colour glass condensate,CGC)的产生及其性质。

共线改进的色玻璃凝聚理论中矢量介子产生研究

将利用共线改进的并以靶快度作为演化变量的偶极子散射振幅研究高能电子-质子散射中矢量介子的产生.研究中首先采用数值方法求解描述偶极子靶快度演化的微分积分方程,得到数值形式的偶极子散射振幅;然后,把该散射振幅放入矢量介子产生的微分截面中,用于拟合HERA实验数据.为了比较,分别采用了领头阶和共线改进的次领头阶偶极子散射振幅拟合J/ψ和φ两种矢量介子的实验数据,通过拟合分别得到在领头阶的情况下χ^(2)/d.o.f=1.485(J/ψ)、χ^(2)/d.o.f=1.696(φ)和共线改进的情况下χ^(2)/d.o.f=0.996(J/ψ)、χ^(2)/d.o.f=1.089(φ).研究结果表明共线改进的以靶快度作为演化变量的偶极子散射振幅能更好的描述实验数据.

RHIC能区粒子分布特征与中心度关系的研究

胶子饱和模型认为:随着高能重离子碰撞能量的升高,会出现胶子饱和现象,并给出了饱和胶子分布.进一步发展了胶子饱和模型,将胶子饱和与流体动力学时空演化结合起来,系统分析RHIC能区的粒子分布随中心度的变化关系.

色偶极子模型中深度虚康普顿散射过程研究

在色偶极子模型框架下,首次将共线改进的偶极子散射振幅用于研究深度虚康普顿散射(deeply virtual compton scattering,DVCS)过程实光子的产生。首先,利用计算机程序求解微积分形式的共线改进偶极子演化方程,用数值方法求得偶极子散射振幅的解。其次,将共线改进的偶极子散射振幅用于拟合HERA能区DVCS过程实光子产生的实验数据,通过拟合得到微分截面下的χ^(2)/d.o.f=0.51和总截面下的χ^(2)/d.o.f=0.89。最后,利用微分截面分布的理论值,基于dσ/d|t|∝e抽取了DVCS过程的斜率,所得结果与HERA能区H1实验组测量结果一致。结果表明,共线改进的偶极子散射振幅能很好地描述DVCS实验数据。

重离子碰撞中的量子饱和机制

分别利用胶子半经典饱和与量子饱和机制,研究了相对论重离子碰撞中净余质子产生截面的大横动量现象。通过贝塞尔函数多项式近似与辛普森求积法的结合应用,解决了对贝塞尔函数的二重高振荡积分问题。计算发现:量子饱和机制的计算结果能很好地解释布鲁克海文国家实验室的最新实验现象,从而证实了高能重离子碰撞中胶子量子饱和机制的存在。

色玻璃凝聚理论中跑动耦合常数效应研究

在色偶极子模型下,该文研究了4种跑动耦合常数方案对偶极子散射振幅演化的影响.通过数值解共线改进的Balitsky-Kovchegov演化方程,获得数值形式的偶极子散射振幅,结合光子波函数,对HERA能区光子-质子深度非弹性散射实验数据开展了拟合研究,结果显示4种方案中的Balitsky方案给出较合理的实验数据描述,χ^(2)/d.o.f=1.171且自由参数C^(2)=0.326接近其理论值,由此可知其为较优的方案.此外,为了显示次领头阶跑动耦合常数效应的重要性,该文还对同一组实验数据采用领头阶和共线改进的散射振幅进行了对比研究,结果显示无论4种跑动耦合常数方案中的拟合参数怎么变化,领头阶散射振幅都无法对相应数据进行合理描述,结果表明跑动耦合常数效应对压低偶极子的演化有着重要的作用.

修正的b-CGC模型的冷核物质作用J/ψ产生

考虑相对论重离子碰撞的胶子饱和以及核几何作用的影响,引入修正的b-CGC模型,分析RHIC和LHC能区的d(p)-A作用的核修正因子随快度和碰撞中心度变化关系。

LHC能量下的强子多重散射

考虑到质子内部结构以及胶子饱和标度与核子半径的依赖关系,分别利用唯象胶子饱和模型和rcBK(running coupling Balitsky-Kovchegov,rcBK)演化方程抽取的未积分胶子分布函数计算了大型强子对撞机(Large Hadron Collider,LHC)能量下质子-质子碰撞中带电强子赝标快度分布和负二项分布。计算发现:理论结果很好地解释了ALICE和CMS合作组实验现象。此外,笔者还对质心能量为14 TeV时质子-质子碰撞中多重散射实验现象作出了理论预言。

电子-质子碰撞中的双强子关联现象

通过分析不同色偶极模型得到的未积分胶子分布函数的适用性,选取了适用于碰撞能量较低的电子离子对撞机电子-质子深度非弹性散射实验的理论模型,并设计出一种能够解决当胶子动量分数较大时未积分胶子分布问题的数值方法。在此基础上,基于胶子饱和理论,在领头阶近似下研究了电子离子对撞机能量下电子-质子深度非弹性散射过程中的双强子关联现象。计算结果表明:理论值与在不考虑Sudakov效应下PYTHIA程序模拟出的实验结果基本一致。相关理论预言有待于电子离子对撞机实验验证。

色玻璃凝聚中Sudakov效应对矢量介子产生的影响

在色玻璃凝聚框架下,将Sudakov效应运用到矢量介子产生中,计算了衍射遍举和衍射离解两种过程中轻(φ)和重(J/ψ)介子产生的微分截面和总截面。首先,利用数值方法求解微分积分形式的领头阶偶极子演化方程和Sudakov抑制的次领头阶偶极子演化方程,得到相应的偶极子散射振幅,研究发现Sudakov抑制的次领头阶偶极子散射振幅小于同一快度下领头阶的偶极子散射振幅,随着快度增加两者之间的差距越来越大,由此表明Sudakov效应压低了偶极子散射振幅的演化速度。其次,将这些偶极子散射振幅应用到衍射矢量介子产生模型中,描述HERA(hadron electron ring accelerator)能区φ和J/ψ介子产生相关实验数据,得到Sudakov抑制时的χ^(2)/N_(p)=1.26远小于领头阶时的χ^(2)/N_(p)=1.87,由此Sudakov效应提高了模型的精度,使得修正后的偶极子散射振幅能较好地描述相关数据,表明了Sudakov效应在矢量介子产生中起着重要的作用。