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RHIC和SPS能区末态强子的快度分布

作　者: 孙乐学
导　师: 邵凤兰
学　校: 曲阜师范大学
专　业: 理论物理
关键词: 高能重离子碰撞 夸克胶子等离子体 强子快度分布 夸克组合模型
分类号: O572.33
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


夸克胶子等离子体(QGP)的产生及其性质的研究是相对论重离子碰撞物理的热点课题。近年来,许多QGP的特征信号被提出来,并进行了实验观测。RHIC和SPS能区的重离子碰撞实验发现了一系列独特的强子产生的新现象,这些实验结果从不同方面极大促进了人们对QGP的产生、性质及其强子化机制的深入理解。其中有一类实验现象特别有意思,即中等横动量区重子和介子的产生存在明显差异。RHIC的实验数据显示：在该区间,重子介子的椭圆流呈现组分夸克数标度(Constituent Quark Number Scaling)现象；重子的产生相对介子有大的增强,即所谓的大重子介子比；重子介子的核效应因子RAA和RCP也有明显差异。这些实验现象揭示了重离子碰撞中强子产生机制的新特征。在夸克组合框架下,强子由夸克组合而成,即一个夸克和反夸克对组合成一个介子,三个夸克组合成一个重子。组分夸克数的不同造成了重子和介子产生的差异。研究结果表明,这种夸克计数可以成功解释RHIC能区所观测到的重子和介子产生差异。考虑到组分夸克分布的味道差别,夸克组合机制即可自洽地描述各种介子和重子的产生。这种介子和重子间的夸克计数关联是建立在组分夸克自由度存在的基础上,与相对论重离子碰撞中热密部分子物质的产生紧密关联。上述RHIC实验的这些亮点主要集中在中等横动量区的强子的产生,这也是夸克组合图像最闪光的地方。事实上,强子的纵向快度分布同样是检验强子产生机制的有力工具。强子的快度密度主要取决于低横动量区(PT)的强子产生。小横动量区的夸克和反夸克比中间PT区更丰富,夸克之间的组合应该能够更自然的发生。与PT直接进行矢量相加不同,组合过程中快度的变化可能不是那么明显,但是通过组合而来的各种强子的快度分布可以明显区分。在夸克组合图像下,某种特定强子的快度分布是其组分夸克的快度分析与组合几率函数的卷积；由于不同味道夸克的快度分布不同,尤其是新生夸克和净夸克的快度分布差异更大,不同组分夸克组成的强子的快度分布一般并不相同,它们之间通过组分夸克相互关联。因此可以通过强子快度谱的实验数据识别这种内在的夸克级关联来检验夸克组合机制的适用性,或通过研究各种末态强子的快度分布能否用一组夸克谱自洽描述来检验。本文用山东夸克组合模型系统研究了从RHIC能区到SPS能区核核对心碰撞中各种末态强子的快度分布。具体研究内容如下：(一)系统研究了从RHIC (?)=200,62AGeV到SPS Ebeam=158,80,40,30,20AGeV能量下组分夸克的快度分布。结果显示,在该能量区间,组分夸克的快度分布有明显的变化,净夸克的快度分布随着碰撞能量降低双峰结构逐渐消失,新生夸克快度分布的宽度也逐渐变小。在解禁闭开始的闽值能区30AGeV和20AGeV,奇异夸克的快度谱宽开始比轻夸克窄,这与更高能量下的结果相反。(二)基于上面得到的组分夸克的纵向分布,用山东夸克组合模型,对RHIC(?)=62.4GeV和SPS Eveam=80,40,30,20AGeV能量下的重离子碰撞中末态强子的快度分布进行了系统研究,并和实验结果进行了比较。研究结果表明,从RHIC(?)=200,62.4GeV到SPS Ebeam=158,80,40,30,20AGeV这么宽的能量区间内,各种强子的快度谱都能够被夸克组合机制很好地描述。

全文目录


摘要  4-6
Abstract  6-9
第一章 引言  9-13
第二章 夸克组合模型的介绍  13-18
  2.1 夸克产生律与夸克组合律  14-15
  2.2 强子多重态的权重与SU_f(3)对称性  15-18
第三章 不同能量下组分夸克的快度分布  18-23
  3.1 新生夸克的快度分布  18-20
  3.2 净夸克的快度分布  20-22
  3.3 小结与讨论  22-23
第四章 RHIC和SPS能区末态强子的快度分布  23-34
  4.1 RHIC能区强子的快度分布  23-27
  4.2 SPS能区强子的快度分布  27-33
  4.4 小结与讨论  33-34
第五章 总结与展望  34-36
  5.1 总结  34
  5.2 展望  34-36
参考文献  36-41
攻读学位期间完成论文情况  41-42
致谢  42

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中图分类: > 数理科学和化学 > 物理学 > 原子核物理学、高能物理学 > 高能物理学 > 粒子类型 > 介子
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