非廣延統(tǒng)計下熱密QCD物質(zhì)中熱光子產(chǎn)生的研究.pdf

1、上世紀(jì)七十年代，李政道和G.C.Wick以及一些其他物理學(xué)家預(yù)言通過相對論高能重離子碰撞實驗可能會在一定的空間區(qū)域內(nèi)形成高溫高密環(huán)境，使能量密度達到使夸克解禁閉的閾值，形成一種新的相態(tài)—夸克-膠子等離子體。在幾代物理學(xué)家的努力下，通過對RHIC積累的大量實驗數(shù)據(jù)的分析表明:實驗中已經(jīng)產(chǎn)生一種非常粘稠的部分子物質(zhì)，這種熱密QCD物質(zhì)極有可能是一種強耦合的夸克-膠子等離子體(sQGP)。
　　由于夸克-膠子等離子體的高溫高密度特性，其

2、存在時間十分短暫，一般的估計約為5～10fm，因此實驗上探測到的并非夸克-膠子等離子體本身，而是它留下的痕跡。直接光子增強是研究QGP的理想探針信號，因為光子的平均自由程很大，可以在產(chǎn)生后快速離開碰撞區(qū)域而不受末態(tài)粒子影響。為了確定重離子碰撞中火球所處狀態(tài)的信息，需要理論上計算熱光子產(chǎn)生并與實驗作比較，一般通過將計算的熱光子產(chǎn)額與火球的時空演化通過流體力學(xué)模型進行卷積得到光譜。狀態(tài)方程作為流體力學(xué)模型的一個重要的輸入量，對研究這一解禁閉

3、相也有重要意義。
　　Tsallis統(tǒng)計是在標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計物理基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新的非廣延統(tǒng)計理論。它是在傳統(tǒng)玻爾茲曼-吉布斯熵的基礎(chǔ)上引入一個非廣延參數(shù)q構(gòu)造出一個非廣延熵，而發(fā)展出的一套可以包含標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計物理的新理論。BG統(tǒng)計力學(xué)中有一個重要的假設(shè)—各態(tài)歷經(jīng)假設(shè)—在足夠長的時間內(nèi)系統(tǒng)可以遍歷所有可能出現(xiàn)的微觀狀態(tài)。但是根據(jù)最近的研究，對于具有長程相互作用和記憶效應(yīng)的熱密QCD物質(zhì)這一假設(shè)無法得到滿足，所以應(yīng)用非廣延統(tǒng)計力學(xué)研究這一熱

4、密物質(zhì)有可能給出一些新的、富于啟發(fā)性的理論結(jié)果。
　　本文中我們重點研究了非廣延統(tǒng)計理論對夸克-膠子等離子體產(chǎn)生信號之一的熱光子產(chǎn)額的影響，得出如下結(jié)論:(1)兩種統(tǒng)計力學(xué)均符合溫度越高光子產(chǎn)額越大的規(guī)律;(2)非廣延統(tǒng)計力學(xué)下的產(chǎn)額大于標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計力學(xué)下的產(chǎn)額，與q成正相關(guān);(3)隨著光子能量或者橫動量的增加，它們之間的偏差越來越大。另外我們分析了非廣延統(tǒng)計力學(xué)對熱密QCD物質(zhì)狀態(tài)方程的影響，發(fā)現(xiàn)即使q微小的偏離1也導(dǎo)致狀態(tài)方程較大