高温高密QCD物质中粲夸克的热产生及其传播

发布时间：2020-07-19 03:47

【摘要】：重味夸克是探测夸克-胶子等离子体(QGP)物质重要的探针。中心Pb+Pb碰撞中初始硬部分子散射产生的粲夸克数目可以利用固定阶加上次领头阶对数(FONLL)的QCD计算方法并结合Glauber模型计算获得。若核核碰撞产生的介质温度足够高,介质中轻部分子之间会发生相互作用从而产生新的粲夸克对。这些新的粲夸克就是在QGP中形成的热粲夸克产物,它也是本文的研究重点。通过求解基于1维和1+2维理想比约肯流体模型的率方程,我们研究了在LHC能量下中心铅铅碰撞后粲夸克数目随时间的演化。同时我们也对在未来环形对撞机(FCC)能量下,中心Pb+Pb碰撞中热粲夸克产物进行了研究。由于粲夸克的质量相对较大在介质中很难达到热化,因此粲夸克在QGP中会与介质中部分子发生准弹性散射而造成能量损失。利用以1+2维粘滞流体力学为背景的郎之万方程,我们分别研究了在LHC能量下不同空间扩散因子、遮蔽效应以及介质的流性质对末态粲夸克谱和椭圆流的影响。通过数值模拟我们得到以下结论:1)热粲夸克的产生对初始硬散射产生的粲夸克对数目、流体初始时刻选取、夸克的质量、介质的温度都很敏感。2)在Pb+Pb碰撞质心能量选取为2.76 TeV和5.5 Tev下,热粲夸克的贡献不是很大。但是当处在FCC能量下,热粲夸克的贡献会有30%。3)在质心能量选取为2.76 TeV时,使用1维和1+2维比约肯流体模型最终得到的粲夸克数目相差不明显,但是这并不意味着两种模型可以近似等价,它们的区别对粲夸克的椭圆流影响很明显。4)当空间扩散因子D选取地越小,小横动量区间(pt3 GeV)粲夸克的核修正因子和椭圆流会增大而在大横动量区间会被压低。5)考虑了核遮蔽效应后,粲夸克的核修正因子相比不考虑该情况会在小横动量区间(Pt5 GeV)被压低33%而在大横动量区间(pt10GeV)有微弱地提高。对于椭圆流而言遮蔽效应的作用很小以至于可以忽略。6)介质的集体流效应在小横动量区间对粲夸克的椭圆流和核修正因子影响较大,在大横动量区间并不是很明显。这些结论对研究等离子体中开粲介子以及粲夸克偶素有着重要意义。
【学位授予单位】：华中师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O572.33
【图文】：

基本粒子,标准模型,规范玻色子,中微子

）、底夸克（ｂ）、顶夸克⑴、粲夸克（ｃ）以及奇异夸克（ｓ）。六种子、子、／／子中微子、ｒ子以及ｒ子中微子。模型中还包含的自旋为１的媒介粒子（规范玻色子）。它们分别是连接电磁接弱相互作用的Ｗ规范玻色子以及连接强相互作用的８种胶本粒子也可以用图表示。逡逑

动量转移,实验测量,文献,密度区域

会消失释放出自由的胶子和夸克即系统的自由度由强子变为夸克和胶子（解禁）。格逡逑点ＱＣＤ计算⑶表明：在低重子密度区域，当温度大约处在１７０－１９０ＭｅＶ区间，能逡逑量密度会急速增长，正如图１．３所示。在更高的温度区域，能量密度６与夸克胶子逡逑无相互作用理想气体即Ｓｔｅｆａｎ－Ｂｏ］ｔｚｍａｎｎ极限的值相差１５％。这意味着系统相关的逡逑—３邋—逡逑

示意图,有限温度,能量图,相结构

逦０．０逦０．５逦１．０逦１．５逡逑１００邋１５０邋２００邋２５０邋３００邋３５０邋４００邋４５０邋５００邋５５０逡逑图１．３格点ＱＣＤ计算重有限温度下的能量图１．４邋ＱＣＤ相结构的示意图。此图来自文逡逑密度ｅ随温度的变化关系此图来自文献［５］。献［？。逡逑根据不同的实验，图１．４中展示了在不同能量范围下ＱＣＤ的相变过程。在ＱＣＤ逡逑系统中有三个主要的物质形态。在低温和低重子数密度（表征为小的重子化学势逡逑区域，理论研宄［７，８］表明在高密度ＱＣＤ物质以强子气体的形式存在，在这种情况下逡逑夸克和胶子被束缚在强子之中，当温度和ｙｓ增大，ＱＣＤ物质又逐渐解禁闭成为夸逡逑克胶子等离子相。因为解禁物质的形成需要极高的温度或者密度，因此它可能存在逡逑于宇宙早期。随着化学势的增大，ＱＣＤ物质会达到另一个物质形态——色超导状逡逑态。在致密星中比如中子星，其温度已经远远低于１８０ＭｅＶ，但是高密度的特点使逡逑得其内部物质处在色超导相。在本文中我们对强子相和色超导相不做更多了解，主逡逑要关注夸克胶子等离子体相。逡逑１．３相对论重离子碰撞与夸克胶子等离子体逡逑因为自然界中我们无法找到解禁的夸克胶子物质

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