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热密物质中部分子辐射能量损失

作　者: 向文昌
导　师: 周代翠
学　校: 华中师范大学
专　业: 理论物理
关键词: 高能重离子碰撞 夸克胶子等离子体(QCP) 部分子能量损失 部分子簇射规律
分类号: O572.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要


量子色动力学（QCD）预言,在极端高温或高密条件下,普通强子物质会发生退禁闭相变到夸克胶子等离子体（QGP）相,原来被束缚在强子体系内部的夸克和胶子退禁闭成自由的QGP物质。这种相变的发生是由于以相对论速度飞行的高能重离子在相互发生碰撞的过程中,巨大的粒子动能被沉积在核-核（AA）碰撞的有限区域内,并转化为热能,形成极端高温高密环境,迫使强子体系解禁闭,形成QGP新物质形态,并最终转化为末态粒子的产生。 在相对论重离子碰撞中,末态高横动量强子产额的压低被认为是夸克胶子等粒子体已经生成的一个重要信号,在高能核-核碰撞过程中,硬散射发生在碰撞过程的初期,由硬散射过程形成的大横动量部分子将穿越强相互作用物质,这些硬部分子与热密物质发生强相互作用,经过韧致辐射而损失能量,我们把这种现象称为喷注淬火（Jet Quenching）。 在美国BNL/RHIC运行1((SNN)1/2=130GeV)和运行2((SNN)1/2=200GeV)实验中,通过比较核-核碰撞和强子强子碰撞中领头粒子的产额,分别观测到领头的中性π0和带电强子产额压低现象。对最中心和最边缘的核一核碰撞,RHIC运行2分别测得RAA～0.5和RAA～1.0。由此揭示了核-核中心碰撞中形成热密的强相互作用物质,而擦边的核-核碰撞没有形成热密的强相互作用物质,核-核的擦边碰撞和p+p碰撞没有本质上的不同。 本文采用光锥路径积分（LCPI）方法研究有限的夸克胶子等离子区域中重夸克能量损失,导出计算能量损失的解析表达式,并给出计算结果。结果表明,考虑了质量效应的重夸克辐射能量损失较忽略质量的轻夸克能量损失有明显的压低,对高能夸克,其辐射能量损失与介质长度的平方成正比。 基于以上两种方法,本文利用部分子在热密QCD介质中的辐射谱,研究部分子在热密介质中的演化规律。研究结果表明,在相同能量下介质效应使得部分子在介质中的劈裂几率大于部分子在真空中的劈裂几率;高密度介质中的部分子劈裂几率大于低密度介质的劈裂几率。此研究结果与美国BNL/RHIC相对论重离子碰撞实验中观察到的高横动量强子产额压低现象一致,揭示了在RHIC能区已经生存高温

全文目录


第一章 引言  9-12
第二章 高能重离子碰撞的实验和理论基础  12-23
  §2.1 夸克胶子等离子体产生的电磁信号  12-13
  §2.2 夸克胶子等离子体产生的奇异粒子产额增加信号  13-14
  §2.3 夸克胶子等离子体产生的J／ψ产额压低信号  14-15
  §2.4 夸克胶子等离子体产生的高横动量粒子产额压低信号  15-23
    §2.4.1 G—W模型  16
    §2.4.2 BDMPS的介质诱导部分子能量损失  16-17
    §2.4.3 GLV的opacity展开技术  17-18
    §2.4.4 U.A.Wiedemann关于介质诱导部分子辐射的计算  18-22
    §2.4.5 B.G.Zakharov光锥路径积分方法  22-23
第三章 热密QCD介质中部分子能量损失  23-30
  §3.1 工作背景  23-24
  §3.2 理论模型  24-27
  §3.3 分析重夸克辐射能量损失  27-29
  §3.4 总结与讨论  29-30
第四章 介质对部分子劈裂几率的影响  30-42
  §4.1 工作背景  30-31
  §4.2 介质诱导胶子辐射谱  31-35
  §4.3 介质诱导部分子簇射  35-40
  §4.4 小结  40-42
第五章 工作小结与展望  42-44
参考文献  44-47
硕士期间发表文章列表  47-48
致谢  48

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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 > 粒子物理学
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