RHIC能区金核金核对撞中全局极化的方位角依赖性研究

发布时间：2020-05-09 00:14

【摘要】：实验证据表明,在相对论重离子对撞机(RHIC)上的高能重离子碰撞中产生了高温高密强耦合的新物质形态夸克胶子等离子体。在非中心碰撞中,整个系统的角动量可以到达1000h,理论研究指出由于自旋与系统角动量耦合,夸克的自旋会平行于系统角动量,在碰撞系统演化的最后阶段以产生的粒子的全局极化的形式部分地显现出来。实验中,这种全局极化的效应可以通过测量∧超子的全局极化(PH)参数和Φ介子的自旋排列(P00)参数得到。RHIC上的STAR实验首次观察到非中心碰撞中产生的物质的角动量与A超子的自旋之间的关系,揭示了重离子碰撞中产生的物质是迄今为止观测到的最具旋涡性的系统。这种涡度被预测依赖于超子的方位角,但迄今为止,由于流体中自旋的输运方式不同,对全局极化的方位角依赖关系的理论指导并不一致。因此,研究超子极化的方位角关系,有助于我们了解系统的输运特性,揭示高涡旋、低粘性环境下的动力学特性。本文分析了RHIC-STAR实验上,金金碰撞的实验数据,重建了A和∧超子,测量了(?)=7.7,11.5,14.5,19.6,27,39,62.4,200 GeV,A和∧ 超子的极化随着方位角的分布。在对方位角依赖性做分辨率修正时,利用我们提出的数据驱动的分辨率修正方法,基于实验数据,通过模型模拟得到修正矩阵。在经过事件平面分辨率修正后,在质心系能量为(?)=7.7,14.5,19.6,200 GeV,中心度为20-50%的金金碰撞中,可以观测到人和∧超子的极化在沿着事件平面的方向最大,然后逐渐减小,在垂直事件平面的方向减小为0。这个测量结果预示着系统在反应平面方向的涡旋最大,垂直反应平面方向最小。到目前为止,并没有理论和模型计算得到与实验测量相同方位角依赖性。我们还发现∧和∧超子的极化的方位角依赖性的强度随这碰撞能量的升高而减小,展现出微弱的能量依赖性。我们将事件平面分辨率的修正方法推广到Φ介子自旋排列的测量中,重新定义了修正矩阵,并且通过了模型的验证。有限接受度会影响Φ介子自旋排列的测量,我们发现有限接受度对Φ介子自旋排列方位角依赖性的影响,包含两部分,一部分为有限接受度驱使的几何效果造成的自旋排列,另一部分为有限接受度使Φ介子在自身的螺旋坐标系中有自旋排列,并且考虑到Φ介子在其自身的螺旋坐标系下可能存在的局域极化对Φ介子自旋排列方位角依赖性的影响,分别为P(00,accept)(geo),P(00,accept)(HX),ρ(00,instrinsic)(HX)。我们提出了数据驱动的方法,通过L在三维空间中的旋转,可以消除这些影响,提取到真实的信号p(00)(real)。该方法通过了模型的验证,并且可以用在实验数据的修正上。本文在UrQMD模型的框架下,通过追踪质子中包含初始夸克的数目,我们研究了金金碰撞中,(?)=7.7,11.5,39,200 GeV,包含3,2,1,0个初始夸克的质子和反质子的椭圆流。包含包含2,1,0个初始夸克的质子的椭圆流与反质子椭圆流之间的差异小于或等于0。输运质子,即包含3个初始夸克的质子的椭圆流与反质子的椭圆流之间的差异,在(?)= 7.7,11.5,39 GeV时,大于0,并且在(?)=7.7,11.5GeV时,与STAR的结果吻合的很好,但是(?)=39GeV时,要高于STAR的结果。所有质子的v2要小于STAR的结果的。在UrQMD中,输运质子与反质子椭圆流之间的差异能部分的解释在相对论重离子对撞机(RHIC)的能量扫描计划(BES-I)中观测到的质子与反质子椭圆流之间的差异。
【图文】：

图１．１．１：标准模型中的基本粒子逡逑

RHIC能区金核金核对撞中全局极化的方位角依赖性研究

图１．１．２：不同实验测量的强相互作用的耦合常数随着动量交换的关系
【学位授予单位】：华中师范大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：O571.6

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