LHC能区重离子碰撞中各向异性流关联研究

发布时间：2019-10-22 06:42

【摘要】：LHC上进行的高能重离子碰撞实验给了人们产生并研究夸克胶子等离子体QGP的机会。由于碰撞系统尺寸很小、几乎瞬间消失,人们根据末态可观测量、使用唯象模型对碰撞过程进行研究。各向异性流是最重要的末态可观测量之一,它支持了 QGP的存在并给出QGP是接近理想的流体。由于初态存在逐事件涨落,末态不同阶各向异性流间存在关联。在本文中,我们使用了 2+1维黏滞流体动力学模型VISH2+1模拟了 LHC能区(?)= 2.76 TeV的Pb+Pb碰撞,并对逐事件涨落下不同阶各向异性流间的关联进行了分析:研究了高阶各向异性积分流矢量中的非线性模式耦合效应,即高阶(n3)各向异性流矢量不仅包含对同阶偏心率的线性响应,还包含了低阶各向异性流的耦合成分。人们曾认为,这些非线性的流体响应系数可以用于探测碰撞中产生的物质的输运性质,并且这些系数对碰撞产生的初始能量分布的涨落不敏感。为了检验这个假定,我们用了两个不同的初始模型产生涨落的初始密度分布(以研究该效应对初始模型的依赖);我们研究了流体演化前初始偏心率矢量的非线性耦合系数和流体演化后末态流矢量的非线性耦合系数,并进行比较。我们发现,部分模式耦合系数对初始涨落很敏感。所有模式耦合系数都对流体冻出时的比黏滞系数敏感,但对流体演化时的比黏滞系数不敏感。研究了不同阶各向异性积分流流值之间的关联。ATLAS实验上已经观测到v2和v3间存在反关联;v2,3和vn(n3)之间存在(反)关联。我们用流体模型定性地描述了实验数据,但仍存在数值的差别。特别是边缘碰撞中,模型结果和实验结果差别明显存在。这说明未来仍需要混合模型去微观地描述演化晚期强子阶段。我们发现,v2和v3间观测到的反关联是对应的初态偏心率∈2和∈3间相似的反关联的近乎线性流体响应的结果。当n3时,v2，3和vn之间的关联偏离了对应的初始偏心率间的关联。这进一步证明了高阶流中存在非线性模式耦合效应。研究了线性项和非线性耦合项对于流值的贡献以及两部分分别的对心度依赖,发现对心碰撞中线性项是主要贡献;随着碰撞参数的增大,非线性耦合项的贡献越来越重要。研究了不同阶各向异性积分流流角之间的关联。我们讨论了末态流角关联(又称为事件平面关联)与对应的初始偏心率角度间的关联(又称为参与者平面关联)之间的关系,特别是部分项中的变号现象。讨论了偏心率的定义方式对参与者平面关联的影响,并解释了几乎所有的变号现象。我们将流角关联与不同阶流矢量之间的关联、高阶流矢量中的非线性模式耦合效应联系起来。对于第四阶和第五阶流矢量V4和V5,它们的流角关联可以理解为其非线性模式耦合项的贡献与流值整体之比。在不同阶各向异性积分流关联的基础上,我们给出了不同阶微分流之间的关联的系统分析,包括高阶流矢量中的模式耦合效应、流值之间的关联以及流角之间的关联。研究了上述各向异性流微分关联的横动量依赖,并与积分流关联的结果进行比较。微分流的流角关联很大程度上独立于pT,并且接近积分流的流角关联。不同阶微分流值之间的关联与相应的积分流关联具有相似的强度和对心度依赖性。高阶微分流的模式耦合效应在很大程度上反映了相应的积分流间的模式耦合效应。例外是小横动量区域,此时剧烈的流角涨落破坏了微分流关联,这在高阶流矢量的模式耦合效应、流值关联、流角关联中都有体现。
【图文】：

￣＾ｇ逡逑图１－１大爆炸Ｃ上图〕与小爆炸，即ａ能置离子碰撞（下图）的演化示意图．上图来自逡逑ｈｔｔｐ邋：／／ｅｎ．邋ｗｉｋｉｐｅｄｉａ．邋ｏｒｇ／ｗｉｋｉ／Ｂｉｇ＿Ｂａｎｇ，逡逑下图来自邋ｈｔｔｐ：／／ｕ．ｏｓｕ．ｅｄｕ／ｖｉｓｈｍｉ／ｃａｔｅｇｏｒｙ／ｖｉｓｉｉａｌｉｚａｔｉｏｎ／0逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋Ａｒｔｉｓｔ＾邋ｃｏｎｃｅｐｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋Ｂｉｇ邋Ｂａｎｇ邋ａｎｄ邋ｔｈｅ邋Ｌｉｔｔｌｅ邋Ｂａｎｇ．邋Ｔｈｅ邋ｐｌｏｔ邋ｆｏｒ邋ｔｈｅ邋Ｂｉｇ逡逑Ｂａｎｇ邋ｉｓ邋ｔａｋｅｎ邋ｆｒｏｍ邋ｈｔｔｐ：／／ｅｎ．ｗｉｋｉｐｅｄｉａ．ｏｒｇ／ｗｉｋｉ／Ｂｉｇ＿Ｂａｎｇ邋ｗｈｉｌｅ邋ｔｈａｔ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋Ｌｉｔｔｌｅ邋Ｂａｎｇ邋ｆｒｏｍ逡逑ｈｔｔｐ：／／ｉｉ．ｏｓｕ．ｅｄｕ／ｖｉｓｈｍｉ／ｃａｔｅｇｏｒｙ／ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ／．逡逑在一定的黏滞然而，理想流体方法的基本成功表明，这种黏滞系数必须很逡逑小，那么究竟多小？这一发展标志着董离子碰撞研究从其初始发现ＱＧＰ阶段进入逡逑到定量表征ＱＧＰ的第二阶段［３１逡逑在本论文中，使用了由俄亥俄州立大学的Ｈｅｉｎｚ教授的核物理组开发的ｉＥＢＥ－逡逑ＶＩＳＨＮＵｇ＿模拟高能重离子碰撞演化。在本节中，我们简要介绍ｉＥＢＥ－ＶＩＳＨＮＵ逡逑软件包，，并提及一些其他常用的童离子碰撞模型。其工作流程示意图见图１－２。逡逑－３邋－逡逑

ＫＥｔ邋（ＧｅＶ）逦ＫＥＴ／ｎｑ（ＧｅＶ）逡逑图１－３左图：Ｍｉｎｉｍｕｍ邋ｂｉａｓ邋Ａｕ＋Ａｕ碰撞中，不同强子的微分椭圆流作为横能量Ｋ芯ｒ的逡逑函数。右图：同样事件，夸克组分数标度后的椭圆流作为同样标度后的横能量逡逑尺汾／？的函数［６３］。逡逑Ｆｉｇ．邋１－３邋Ｌｅｆｔ：邋ｖ２邋ｖｓ邋ＫＥｔ邋ｆｏｒ邋ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ邋ｐａｒｔｉｃｌｅ邋ｓｐｅｃｉｅｓ邋ｏｂｔａｉｎｅｄ邋ｉｎ邋ｍｉｎｉｍｕｍ邋ｂｉａｓ邋Ａｕ＋Ａｕ邋ｃｏｌｌｉｓｉｏｎｓ．逡逑Ｒｉｇｈｔ：仍／ｎｑ邋ｖｓ逦几ｇ邋ｆｏｒ邋ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ邋ｐａｒｔｉｃｌｅ邋ｓｐｅｃｉｅｓ邋ｏｂｔａｉｎｅｄ邋ｉｎ邋ｍｉｎｉｍｕｍ邋ｂｉａｓ邋Ａｕ＋Ａｕ逡逑ｃｏｌｌｉｓｉｏｎｓ．逡逑ＭＣ－ＫＬＮ邋ｈｙｄｒｏ邋Ｃｎ／ｓ）邋＋邋ＵｒＱＭＤ逦ｒｊ＾￣￣邋ＭＣ－Ｇｌａｕｂｅｒ邋ｈｙｄｒｏ邋（ｒ｜／ｓ）邋＋邋ＵｒＱＭＤ邋￣逡逑．＾邋0．0邋０，０逡逑°＇２５邋：（ａ）逦－（ｂ）逦ｚ邋一逡逑》：咎一逡逑００５邋：邋＾逦＾ｖ２｛２｝／（Ｅｐ２Ｘｎ邋：逦°ｖ２｛２｝／（Ｅｐ２Ｘ逡逑Ｑ逦■逦Ｉ逦Ｉ逦Ｉ逦Ｉ逦Ｉ逦Ｉ逦逦Ｉ逦Ｉ逦Ｉ逦Ｉ逦Ｉ逦Ｉ逦Ｉ逦逡逑０逦１０逦２０逦３０逦０逦１０逦２０逦３０逦４０逡逑（１／Ｓ）邋ｄＮｅｈ／ｄｙ邋（ｆｍ邋２）逦（１／Ｓ）邋ｄＮｅｈ／ｄｙ邋（ｆｍ邋２）逡逑图１－４左图：Ｍｉｎｉｍｕｍ邋ｂｉａｓ邋Ａｕ＋Ａｕ碰撞中，不同强子的微分椭圆流作为横能量Ｋ五ｔ的逡逑函数。右图：同样事件
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：O571.6

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本文编号：2551516