高能重离子碰撞直接流的研究

发布时间：2020-12-07 18:09

　　在极端高温高密环境中,强子内的部分子会解禁闭进而形成夸克胶子等离子体（QGP）,也就是发生从强子相到夸克胶子等离子体相的相变,这是量子色动力学（QCD）理论的一个重要预言。高能重离子碰撞创造了高温高密的物理环境,所以我们能通过高能重离子碰撞研究核物质相图、高温高密QGP物质性质和探索QCD相变。在非中心碰撞中,大规模粒子各向异性的集体运动称为集体流,携带了QGP丰富信息的集体流是研究热密物质的有效探针。早期流体动力学研究表明,重子直接流（directed flow）与一阶相变可能存在着密切关系,可以提供QCD相图中相变临界点的信息。当发生了QGP相变时,直接流在中快度的斜率会出现由正变负的情况,这种现象被认为是核状态方程（Eo S）的坍缩造成的。RHIC-STAR最新的实验结果发现了直接流斜率出现负值且随着能量增加的非单调变化。本文利用多相输运（AMPT）模型研究RHIC能区的直接流形成演化机制。主要内容为利用输运模型模拟Au+Au碰撞,利用模拟得到的相空间信息分别研究部分子相、强子化和强子相的直接流的形成演化机制。在部分子相随时间演化中,在碰撞能量200Ge V中由于系统后期较强的动... 

【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所)上海市

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

标准模型（StandardModel）示意图

4图 1.2：强相互作用跑动耦合常数[6]。正是由于部分子渐近自由时，耦合常数很小，所以可以使用微扰量子色动力学来处理渐近自由的这一过程。但是当相互作用耦合常数很大，即夸克色禁闭的时候，就不能将耦合常数进行微扰展开，从而微扰量子色动力学就不再适用。而对于微扰理论无法适用的强相互作用系统，研究人员通过将量子色动力学建立在离散化的时空格点上从而建立格点量子色动力学理论（Lattice QCD，LQCD）[7]进行研究处理。格点量子色动力学计算相图时预言了一种新的物质相，它只存在于极端高温、高能量密度（相变温度 Tc 约为 150MeV~180MeV，相变能量密度约为 1 GeV/fm3，而正常的核物质的能量密度仅仅约为 0.17 GeV/fm3）的环境中，由从强子中解禁闭的组分夸克及胶子组成，这种新状态的物质就被称作夸克胶子等离子体（Quark-Gluon Plasma）。在图 1.3中展示了格点量子色动力学计算的不同夸克味道组成下的系统热力学熵与温度的关系

第 1 章 绪论图，我们可以发现在温度达到一定温度以后，即临界温度 T/Tc=1，系统的热力学熵上升表明系统的自由度迅速增多，随后即使温度继续升高然而热力学熵依然稳定并一个饱和值。以上现象表明系统在临界温度附近出现了相变过程，也就是意味着部解禁闭了，出现了强子相到 QGP 相的相变。图中右上箭头还标出了斯特藩-玻尔兹（Stefan-Boltzmann）理想极限，这个极限表示热力学系统完全不存在相互作用，全自由的粒子组成的系统。但是在图 1.3 中我们可以看到，有格点量子色动力学算结果是小于斯特藩-玻尔兹曼极限，并没有达到夸克胶子完全自由、不存在相互作限情况，这就意味着在发生强子相到 QGP 相的相变所解禁闭的部分子并未完全自依然存在着相互作用，称之为 sQGP 物质。


本文编号：2903691