高能重离子碰撞中的自旋极化效应与高维度数值积分研究

发布时间：2020-12-17 01:59

　　本论文主要研究了高能重离子碰撞中的局部自旋极化效应以及与之相关的高维数值积分。最近,STAR实验测量了高能重离子碰撞中Λ（Λ）超子的局部自旋极化率,实验结果与流体力学理论模型的预言结果相矛盾。具体表现为:在沿着束流方向上,基于热涡旋张量计算得到的纵向自旋极化率与STAR实验观测到的纵向自旋极化率相差一个整体符号;在沿着碰撞系统初始轨道角动量方向上,基于热涡旋张量计算得到的横向自旋极化率与横平面方位角的依赖关系则与STAR实验初步观测结果相反。如何理解STAR实验观测结果是当前重离子碰撞物理研究中的一个重要方向。本论文从自旋化学势的形式出发,基于碰撞系统的温度场T与速度场uμ构造了一种广义的自旋化学势Μμv,得到了与之对应的自旋极化率表达式。在具体计算中,我们选择了四种具有明确物理意义的涡旋张量来构造Μμv,即运动学涡旋张量、非相对论涡旋张量的相对论扩展形式、温度涡旋张量以及热涡旋张量。我们使用基于GPU设计的（3+1）维相对论流体力学程序CLVisc对每核子能量为200GeV的金核金核非对心碰撞过程以及每核子能量为2760GeV的铅核铅核非对心碰撞过程进行了模拟,得到四种自旋化学势对应... 

【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：140 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．２相对论性核核碰撞演化过程示意图

?第１章绪?论???Ｕ丨１??图１．２相对论性核核碰撞演化过程示意图。图片来源见图中左下角标注。??ｔ??＼＼＾＾／??＼、、热化??预平衡??图１．３相对论性核核碰撞的纵向光锥演化图。等固有时ｒ曲线为双曲线ｒ?＝?（￡２?—?Ｚ２）１／２。??从图１．２我们可以看出两个高速运动的原子核从开始碰撞到产生末态粒子??的整个过程。系统的演化过程可以分为５个阶段：预碰撞阶段、早期动力学演??化阶段（早期热化）、夸克胶子等离子体阶段、部分子融合成强子的强子化阶段、??末态粒子演化阶段等。图１．３展示了各个演化阶段在时间上的先后顺序。关于重??离子碰撞的各个阶段的一些主要特征，我们可以总结如下：??？预碰撞阶段：对应图１．２中的第一个阶段，ｒ＜０。此阶段两个高速运动的??原子核以接近光速相向运动，碰撞即将发生。??？早期热化阶段：对应图１．２中的第二个阶段，０?＜?ｒ?＜?ｔ〇。这个阶段核核??碰撞发生并伴随ＱＣＤ物质产生。人们用非相干模型＾２５］和相干模型［２？２８］??来描述这个阶段的物理过程。值得一提的是，关于此阶段ＱＣＤ物质产生??与演化的具体方式，人们尚未得到明确的结论，这个问题被称为ＱＣＤ早期??热化问题［２９＿３（）】。??？夸克胶子等离子体（ＱＧＰ）演化阶段：对应图１．２中的第三个阶段，ｔｑ?＜?ｒ?＜??ｉｙ。此阶段碰撞产生的ＱＣＤ物质以等离子体的形式进行演化，并且这种??等离子体近似理想流体，我们可以用相对论性流体力学模型来描述其演化。??３??

图１．４当前及未来数年世界范围内相对论性核核碰揸的实验装置

【参考文献】：
期刊论文
[1]Novel quantum phenomena induced by strong magnetic fields in heavy-ion collisions[J]. Koichi Hattori,Xu-Guang Huang.  Nuclear Science and Techniques. 2017(02)



本文编号：2921203