高能核碰撞中的涨落与重夸克偶素

发布时间：2017-04-20 18:09

  本文关键词：高能核碰撞中的涨落与重夸克偶素，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：QCD相变是强相互作用研究的一个重要方向。而相对论重离子碰撞所产生的夸克胶子等离子体则是实验中实现QCD相变的证据。本文将从多个方面研究QCD相变以及夸克胶子等离子体的涨落信号。首先,我们将利用同为强耦合系统的全息QCD模型的热密物质状态方程,通过热力学关系计算该模型中系统的统计涨落。通过分析这些涨落,我们分析了这些体系相变的特点,并归纳了关于强耦合系统的一般规律,以求能对QCD相变中的临界现象提供参考。然后,我们还考虑了在某些特定流体背景下对夸克胶子等离子体状态的一个小扰动将如何演化。我们从理想的流体力学方程出发,把对等离子体的扰动作为微扰求解其演化行为。有了这些解析的涨落演化结果,我们能够对流体的很多性质进行分析。再者,我们还计算了作为末态信号的重夸克偶素在夸克胶子等离子体环境下的性质。我们采用了包含热密介质屏蔽作用的势模型,在二体Dirac方程的框架上考虑了包含中等质量粒子在内的数种介子在有限温度下的行为,确定其熔解温度。并由此计算了流体中热产生的介子的椭圆流分布。我们发现相对论效应对粲夸克偶素J/ψ,ψ和χc的熔解温度影响不大,但对φ和D这样的中等质量粒子影响至关重要。我们计算结果表明,这几种粒子的熔解温度之间满足关系TcTd(φ)—Td(D)Td(J/ψ)。通过末态粒子分布椭圆流v_2与实验结果的比较也能得到这样的结论。最后,我们考虑了处于重离子碰撞所产生的极强磁场中的重夸克偶素束缚态定态,分析磁场对这些束缚态的影响。我们还计算了高横动量的cˉc夸克对在有限寿命磁场中的演化,以此计算磁场对高横动量的J/ψ粒子末态动量分布的影响。我们发现磁场将使得夸克偶素束缚态不再处于轨道角动量的本征态,同时自旋单态和三重态的零分量之间也存在混合。同时,在磁场中运动的介子将在Lorentz力的作用下产生电偶极矩。而通过研究高横动量cˉc夸克对在有限寿命磁场中的演化,我们发现磁场将使得高横动量的J/ψ粒子产额增加约—4%,以及完全由磁场引起的非集体流引起的椭圆流v_2—4%。
【关键词】：QCD相变 相对论重离子碰撞 夸克胶子等离子体 全息QCD 流体力学 熔解温度 磁场
【学位授予单位】：清华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：O572.33
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第1章 研究背景7-17
• 1.1 强相互作用与QCD相变7-10
• 1.1.1 相变临界点和临界现象9-10
• 1.2 相对论重离子碰撞10-16
• 1.2.1 夸克胶子等离子体的流体力学描述12-14
• 1.2.2 粒子的椭圆流与熔解温度14-15
• 1.2.3 碰撞早期的极强磁场15-16
• 1.3 论文组织16-17
• 第2章 强相互作用体系中的相变临界涨落17-28
• 2.1 全息QCD模型17-18
• 2.2 基于D4/D8全息模型的涨落研究18-22
• 2.2.1 QGP相19-21
• 2.2.2 冷密相21-22
• 2.3 基于D3/D7全息模型的涨落研究22-25
• 2.4 两种模型结果的比较25-28
• 第3章 涨落在流体中的演化28-47
• 3.1 Bjorken流背景上涨落的演化31-40
• 3.1.1 涨落在纵向的演化31-34
• 3.1.2 涨落在横向的演化34-36
• 3.1.3 一般涨落的演化36-37
• 3.1.4 由初始涨落确定系数37-40
• 3.1.4.1 高斯型涨落的系数38-39
• 3.1.4.2 静态高斯型涨落的演化39-40
• 3.2 Hubble流背景上涨落的演化40-47
• 3.2.1 由初始涨落确定系数42-47
• 3.2.1.1 高斯型涨落的系数42-43
• 3.2.1.2 静态高斯型涨落的演化43-47
• 第4章 包含相对论效应的介子熔解温度47-54
• 4.1 夸克胶子等离子体对夸克相互作用的影响47-49
• 4.2 介子的熔解温度49-51
• 4.3 溶解温度的可观测效应51-53
• 4.4 小结53-54
• 第5章 磁场中的重夸克偶素54-76
• 5.1 磁场中的Schr?dinger方程54-59
• 5.1.1 Schr?dinger方程的化简55-56
• 5.1.2 按角动量展开56-58
• 5.1.3 对称性分析58-59
• 5.2 磁场中重夸克偶素的束缚态59-68
• 5.2.1 1S态60-63
• 5.2.2 P态63-65
• 5.2.3 高能级激发态65
• 5.2.4 Υ(nS) 的反向极化65-68
• 5.2.5 小结68
• 5.3 磁场对J/Ψ 粒子分布的影响68-76
• 第6章 总结与展望76-79
• 6.1 总结76-77
• 6.2 展望77-79
• 6.2.1 临界点附近的QCD热力学77
• 6.2.2 高能喷注的能损模式对流体的影响77-78
• 6.2.3 磁场中的费米子对产生78-79
• 参考文献79-85
• 致谢85-87
• 附录A R_l(k, η) 的定义及性质87-90
• A.1 求和规则87-88
• A.2 关于函数R_l(k, η) 的一些积分88-90
• 附录B 二体Dirac方程90-93
• 附录C 反幂法93-96
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果96

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本文编号：319237