基于线性玻尔兹曼模型的喷注与强子产生的研究
发布时间：2021-06-17 21:11
现代物理学研究认为,宇宙大爆炸初期的产物很可能是夸克胶子等离子体（QGP）。物理学界的学者们在夸克胶子等离子体方面的研究工作不仅有很重大的意义,还会进一步加深现有阶段物理学的认识,大到宇宙的演化、星体的形成性质,小至物质的微观结构与物质间最基本的四种相互作用等多方面。由于夸克胶子等离子体是解禁闭的夸克和胶子组成的一种新的物质状态,所以物理学家们对QGP的研究既是在探究宇宙早期演化规律,同时又是在帮助理解强相互作用,即量子色动力（QCD）。现今阶段是在实验室中是通过相对论重离子碰撞提供的高温高密等环境来产生夸克胶子等离子体（QGP）,在美国的布鲁克海文国家实验室（BNL）的相对论重离子对撞机（RHIC）,欧洲核子中心（CERN）大型强子对撞机（LHC）上进行的极端相对论重离子碰撞实验就是如此。经过几代物理学家们的持续不断的努力奋斗,科研工作者们终于在物理基础理论预测和大量重离子实验数据的支撑下,推断出来夸克胶子等离子体（QGP）这一全新物质形态的存在。末态强子的大横动量区间出现的喷注淬火现象和小动量区间出现的集体流现象就是QGP这种夸克物质存在的重要证据。研究相对论重离子碰撞中QGP的性...
【文章来源】：华中师范大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２?ＱＣＤ不同能量化学势的相图??禁闭在强子中，其以强子气体形式存在；第二种形态是随着能量密度和温度増加，??
展有很大的作用。??ＣＭＳ??ｒＨＯＢＯＳ??????＾??剛獅．／雙??ＣＣｆＳ＇?＜—?Ｓｉｂｅｒｉａｎ?Ｓｎａｋｏ％?ｒ?．?Ｎ?Ｋ?Ｚ?．?Ｊ??＜ｒ＂＂＂＂??Ｉ．?Ｈ＂?Ｓｏｕｒｃｅ?Ｐａｒｔｉａｌ?Ｓ，ｂｃｒｉａｎ?Ｓｎａｋｅ?＞?＾???匕一ｉ??）ＭｅＶ?Ｐｏｂｒｉｍｃｌｃｒ＾?（?Ａ（＊Ｓ?ＡＧＳ?Ｉｎｔｅｒｎａｌ?Ｐｋ？Ｊａｒｉｒｎ？ｅｒ?ＵＮＡＣ?３?朽如．??ａ？＇?????ｉｗｕｉｔｏｎｔ?？■?ｎｒｖ４ｍ？??图１．３右图是ＲＨＩＣ相对论重离子对撞机示意图，左图是ＬＨＣ大型强子对撞机示意图??研宄表明重离子碰撞实验中特征空间尺度是１０／ｍ和１０／ｍ／ｃ，运动学过程可以??形象的表示如图１．４。在高能重离子实验中，两束粒子会以接近光速靠近，因为运??动速度接近光速所以粒子束会因为洛伦兹效应收缩成了两个圆盘。粒子碰撞会导致??大量能量冗余在极小的空间里，由此创造了高温高密的环境。并且会粒子之间由于??碰撞会发生强烈的相互作用并且生成其他各种粒子，这些粒子有可能再次在这狭窄??的空间里发生多重散射，这就是碰撞后的预平衡状态。很快系统就会通过相互作??用达到平衡状态形成ＱＧＰ，夸克和胶子在ＱＧＰ中解禁开来变成自由的夸克和胶子。??—４—??
頌士学位论文??ＭＡＳＴＥＲ＇Ｓ?ＴＨＥＳＩＳ??ＱＧＰ会不断向外膨胀导致能量在空间中耗散开来，于是ＱＧＰ温度下降。当ＱＧＰ温??度低于热力学中的临界温度时，解禁闭的夸克和胶子会重新恢复成禁闭状态变成强??子。强子迅速飞出碰撞中心区域，被实验室中的探测器接收到。??图１．４相对论重离子碰撞唯象示意图??１．３夸克胶子等离子体的探针??正如上章所言，实验上观测不到带色的夸克和胶子只能观测到无色的强子。当??然只能是另寻其他的方法找到夸克胶子等离子体存在的证据。最终发现分析那些和??形成的夸克胶子等离子体敏感相关的强子，喷注或者是集体流这些整体效应可以明??显说明ＱＧＰ的存在。而这些能够证明ＱＧＰ存在的信号手段又被称为探针。??１．３．１集体流效应??在高能实验中会通过探测器会接收末态强子的四动量信息，通过末态强子来分??析出相关的观察量信息。末态强子中绝大部分是小动量强子，研宄发现这些大量的??强子存在一个集体行为丨１０］。在流体力学中集体流分为纵向流、径向流和各项异性??流，分别描述末态强子与重核初始运动方向上粒子的集体运动，粒子与方位角无关??的集体运动，不同方向上粒子产生的差异丨１１］。??在相对论重离子碰撞的初始阶段，重叠区域的压强是具有各向异性的，并且整??个过程是一个由早期热密介质到晚期强子态的共振气体演化过程，于是整体会产生??一个集体流效应，即碰撞粒子在运动方向和速度方面的集体体现。于是从理论上出??发末态强子动量谱在傅里叶平面的分解（Ｆｏｕｒｉｅｒ?ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ）为??ｆｆｉｊｓｊ?ｉ?ｒｐ?／ｖ??—?（Ｌ１）??其中４表示出射粒子方位角，ｈｉ表示反应平面方位角。ｎ阶谐振傅里
【参考文献】：
博士论文
[1]相对论重离子碰撞中大横动量粒子的产生[D]. 马国扬.华中师范大学 2019
[2]高能重离子碰撞中的喷注介质相互作用[D]. 罗覃.华中师范大学 2017
[3]相对论重离子碰撞中喷注淬火效应的定量研究[D]. 刘志全.华中师范大学 2016
硕士论文
[1]RHIC上AuAu和CuCu在能量为200AGeV的碰撞中D介子的核修正[D]. 武娜.华中师范大学 2018
[2]离散纵标法求解含有各向异性散射的输运方程[D]. 杨波.中国工程物理研究院 2005
本文编号：3235927
【文章来源】：华中师范大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２?ＱＣＤ不同能量化学势的相图??禁闭在强子中，其以强子气体形式存在；第二种形态是随着能量密度和温度増加，??
展有很大的作用。??ＣＭＳ??ｒＨＯＢＯＳ??????＾??剛獅．／雙??ＣＣｆＳ＇?＜—?Ｓｉｂｅｒｉａｎ?Ｓｎａｋｏ％?ｒ?．?Ｎ?Ｋ?Ｚ?．?Ｊ??＜ｒ＂＂＂＂??Ｉ．?Ｈ＂?Ｓｏｕｒｃｅ?Ｐａｒｔｉａｌ?Ｓ，ｂｃｒｉａｎ?Ｓｎａｋｅ?＞?＾???匕一ｉ??）ＭｅＶ?Ｐｏｂｒｉｍｃｌｃｒ＾?（?Ａ（＊Ｓ?ＡＧＳ?Ｉｎｔｅｒｎａｌ?Ｐｋ？Ｊａｒｉｒｎ？ｅｒ?ＵＮＡＣ?３?朽如．??ａ？＇?????ｉｗｕｉｔｏｎｔ?？■?ｎｒｖ４ｍ？??图１．３右图是ＲＨＩＣ相对论重离子对撞机示意图，左图是ＬＨＣ大型强子对撞机示意图??研宄表明重离子碰撞实验中特征空间尺度是１０／ｍ和１０／ｍ／ｃ，运动学过程可以??形象的表示如图１．４。在高能重离子实验中，两束粒子会以接近光速靠近，因为运??动速度接近光速所以粒子束会因为洛伦兹效应收缩成了两个圆盘。粒子碰撞会导致??大量能量冗余在极小的空间里，由此创造了高温高密的环境。并且会粒子之间由于??碰撞会发生强烈的相互作用并且生成其他各种粒子，这些粒子有可能再次在这狭窄??的空间里发生多重散射，这就是碰撞后的预平衡状态。很快系统就会通过相互作??用达到平衡状态形成ＱＧＰ，夸克和胶子在ＱＧＰ中解禁开来变成自由的夸克和胶子。??—４—??
頌士学位论文??ＭＡＳＴＥＲ＇Ｓ?ＴＨＥＳＩＳ??ＱＧＰ会不断向外膨胀导致能量在空间中耗散开来，于是ＱＧＰ温度下降。当ＱＧＰ温??度低于热力学中的临界温度时，解禁闭的夸克和胶子会重新恢复成禁闭状态变成强??子。强子迅速飞出碰撞中心区域，被实验室中的探测器接收到。??图１．４相对论重离子碰撞唯象示意图??１．３夸克胶子等离子体的探针??正如上章所言，实验上观测不到带色的夸克和胶子只能观测到无色的强子。当??然只能是另寻其他的方法找到夸克胶子等离子体存在的证据。最终发现分析那些和??形成的夸克胶子等离子体敏感相关的强子，喷注或者是集体流这些整体效应可以明??显说明ＱＧＰ的存在。而这些能够证明ＱＧＰ存在的信号手段又被称为探针。??１．３．１集体流效应??在高能实验中会通过探测器会接收末态强子的四动量信息，通过末态强子来分??析出相关的观察量信息。末态强子中绝大部分是小动量强子，研宄发现这些大量的??强子存在一个集体行为丨１０］。在流体力学中集体流分为纵向流、径向流和各项异性??流，分别描述末态强子与重核初始运动方向上粒子的集体运动，粒子与方位角无关??的集体运动，不同方向上粒子产生的差异丨１１］。??在相对论重离子碰撞的初始阶段，重叠区域的压强是具有各向异性的，并且整??个过程是一个由早期热密介质到晚期强子态的共振气体演化过程，于是整体会产生??一个集体流效应，即碰撞粒子在运动方向和速度方面的集体体现。于是从理论上出??发末态强子动量谱在傅里叶平面的分解（Ｆｏｕｒｉｅｒ?ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ）为??ｆｆｉｊｓｊ?ｉ?ｒｐ?／ｖ??—?（Ｌ１）??其中４表示出射粒子方位角，ｈｉ表示反应平面方位角。ｎ阶谐振傅里
【参考文献】：
博士论文
[1]相对论重离子碰撞中大横动量粒子的产生[D]. 马国扬.华中师范大学 2019
[2]高能重离子碰撞中的喷注介质相互作用[D]. 罗覃.华中师范大学 2017
[3]相对论重离子碰撞中喷注淬火效应的定量研究[D]. 刘志全.华中师范大学 2016
硕士论文
[1]RHIC上AuAu和CuCu在能量为200AGeV的碰撞中D介子的核修正[D]. 武娜.华中师范大学 2018
[2]离散纵标法求解含有各向异性散射的输运方程[D]. 杨波.中国工程物理研究院 2005
本文编号：3235927
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