相对论重离子碰撞中质子数分布的高阶矩和关联函数的JAM模型研究

发布时间：2020-09-25 10:26

　　经过人类不断的探索组成世界物质的基本粒子,从原子到质子和电子,以及现在的夸克和轻子等等。人类文明的进步加之科学的快速发展人们的认识也在逐步提高,开始了向组成物质结构的更深层次进行探索。自然界存在电磁相互作用、引力相互作用、强相互作用和弱相互作用这四大基本相互作用。其中强相互作用以及弱相互作用的提出促使人们发现了大批量的新粒子存在。其中夸克之间的相互作用是强相互作用,可以通过一个非阿贝尔规范场基本动力学理论即量子色动力学(QCD)理论来描述。QCD理论中有两个重要的性质分别是“渐近自由”和“色禁闭”。而且求解夸克和胶子的QCD理论以及解决粒子物理最前沿问题的最佳方法就是格点QCD理论,是一种非微扰近似方法也是电动力学(QED)的良好推广。格点QCD理论从第一性原理出发很好的阐释了热平衡状态下强相互作用的热力学性质,而且这对于研究夸克胶子等离子体的形成及其性质提供了强有力的物理构架。强相互作用物质的研究中一个重要的研究领域就是对QCD相图的探索。以重子化学势μB为横坐标,温度T为纵坐标的QCD相图,包含有相边界的位置、强子气体相、夸克胶子等离子体相等物理信息。就如自然界物质的各状态之间在一定条件下发生转变一样,在相对论重离子碰撞中夸克胶子等离子体相和强子相之间也存在相变。格点QCD理论计算预见在高重子化学势μB时发生的从强子相到夸克胶子等离子体相是属于一级相变的,在高温低重子化学势时发生的从强子相到夸克胶子等离子体相属于平滑穿越。一级相变边界线的终止点即为常说的临界点(CP)。理论计算预言QCD临界点的位置所在的区域范围比较大,所以存在一定的不确定性。因此确定相图中的想变临界点的位置对于研究QCD相图意义非凡。粒子数的高阶矩以及相应的关联函数可以成为高能重离子碰撞中研究QCD相图以及寻找临界点的很好的观测量。我们利用JAM模型计算了质子数的各阶累积矩及其比值和关联函数。研究结果表明受到重子数守恒效应(BNS)的影响高阶累积矩表现出强烈的抑制现象,尤其是二粒子关联函数由于受到BNS的影响而出现负值即呈现出负相关,同时二粒子关联函数对四阶矩有着很重要的贡献。在JAM模型中在各接受度依赖下还研究了质子数的高阶矩和关联函数受状态方程(EoS)、弱衰变、强子散射效应的非临界物理效应的影响。弱衰变和强子散射效应能够改变质子数的高阶矩和关联函数的值,而且强子散射效应使得三阶累积矩(C3)及各阶累积矩比值都发生很强的抑制现象,尤其使得二粒子关联函数(c2)发生很大程度的负关联。所以说对于研究各接受度依赖的高阶矩和关联函数过程中非临界效应为其提供了一个物理基准。
【学位单位】：华中师范大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：O571.6
【部分图文】：

基本粒子,世界

图１．１：组成世界物质的基本粒子图展示

相图,相图,图片

图１．２：邋ＱＣＤ相图，图片取自于［６］。逡逑了良好的平台。逡逑然界的物质都是以固、液、气态外加等离子态这四下会从一种相转变为另一种相，这就是所谓的相沸点和熔点均发生变化，因此可以绘制出在不同压（Ｖ）下的水的物质状态即水的相图［７］以及确定不同巧，此后随着温度的升高则代表液态的线会逐步这时液体开始汽化，尽管不断吸收热量但是温度不潜热的来源。后来经过大量科学家的大胆推测以及明确的终止点，把它叫做临界点，这个点其实也就液共存在点处发生的气态与液态之间的双向的连续我们说的水的各相之间的转变是一级相变。而且这个

示意图,相对论重离子碰撞,演化过程,示意图

ＭＡＳＴＥＲ＇Ｓ邋ＴＨＥＳＩＳ逡逑其实相同的道理，在相对论重离子碰撞中夸克胶子等离子体和强子相之间也存逡逑在着相变，图１．２网描述的就是核物质的相图，其中横坐标为重子化学势纵逡逑坐标为温度Ｔ，包含了相边界的位置、强子气体相、夸克胶子等离子体相等物理逡逑信息。经过格点ＱＣＤ理论的计算表明，在高重子化学势时夸克处于解禁闭状逡逑态从而形成夸克胶子等离子体（ＱＧＰ），再随着重子化学势／ｉｓ的减小以及温度ｒ逡逑的降低进入了强子气体相，即从夸克胶子等离子体（ＱＧＰ）相转变到强子气体相，逡逑这是属于一个一阶相变。这个相变不是无限延伸的而是有一个终止点，这个点就叫逡逑做临界点（ＣＰ）间。临界点所对应的温度即临界温度（７；），邋ＱＣＤ理论预言了在逡逑＝邋０时物质处于手征对称性破缺，这时转变不是真正意义上的相变而是一个平逡逑滑穿越。根据理论计算可以预见ＱＣＤ临界点的位置分布的区域比较大

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