高能重離子碰撞中整體噴注的次領頭階產(chǎn)額.pdf

1、現(xiàn)代物理認為,物質(zhì)的基本成分是夸克和膠子,他們之間以強相互作用的形式組成了強子。量子色動力學表明,強相互作用具有漸進自由和夸克禁閉的特性。漸進自由指的是大橫動量轉移下,夸克和膠子間強耦合強度很弱,這使得我們可以對相關物理量做微擾展開計算。夸克禁閉暗示了自然界中無法存在自由的夸克和膠子。物理學家們提出通過極端高能重離子碰撞手段,碰撞中心沉積能量密度極高的巨大能量,從而激發(fā)出退禁閉的夸克膠子等離子體——Quark-Gluon-Plasma(

2、QGP)。由于QGP物質(zhì)只存在于重離子發(fā)生碰撞后的很短時期內(nèi),如何根據(jù)末態(tài)碎裂的強子信息來判斷QCP物質(zhì)的產(chǎn)生和性質(zhì),是高能物理中很重要的一個課題。美國布魯克海汶國家實驗室(BNL)的相對論重離子對撞機(RHIC),自2000年運行以來,進行了大量的實驗,尤其是所進行的質(zhì)心系能量為√s=200 GeV的Au+Au碰撞實驗,已經(jīng)有數(shù)據(jù)結果表明找到了QGP物質(zhì)。歐洲核子中心(CERN)的大型強子對撞機(LHC)的運行,為我們探索QGP物質(zhì)的

3、性質(zhì)以及基本物理,提供了更好的平臺。
　　 重離子碰撞初期會產(chǎn)生高能部分子,這些高能部分子噴注在穿越QGP介質(zhì)時,與介質(zhì)中的靶粒子發(fā)生多重散射并韌致輻射出膠子,損失掉部分能量,這種現(xiàn)象即噴注淬火。噴注淬火是重離子碰撞中用來探測夸克膠子等離子體的強有力探針,它不僅會導致末態(tài)領頭粒子產(chǎn)額明顯壓低,還會影響整體噴注末態(tài)產(chǎn)額。整體噴注指的是末態(tài)能量很高,出射在一個方向的粒子束。整體噴注物理作為研究QCD物質(zhì)性質(zhì)的新方向,已經(jīng)受到了實驗學

4、家和理論學家們的廣泛關注,它能更精細的反映噴注的內(nèi)在物理,更好的檢驗量子色動力學理論預言以及標準模型外的新物理。
　　 本文在微擾QCD的理論框架下,研究了重離子碰撞中單整體噴注和雙整體噴注的次領頭階產(chǎn)額。我們從強子-強子碰撞中次領頭階的整體噴注產(chǎn)額出發(fā),將其作為輸入,聯(lián)合核物質(zhì)效應得到核碰撞中整體噴注產(chǎn)額,我們不僅研究了初態(tài)冷核物質(zhì)(CNM)效應影響下整體噴注產(chǎn)額,還研究了末態(tài)熱核物質(zhì)效應影響下整體噴注產(chǎn)額。
　　 我

5、們利用不同的核中部分子分布函數(shù)(nPDFs)參數(shù)化形式,計算了冷核物質(zhì)效應對單整體噴注橫能譜,雙整體噴注角分布,雙整體噴注不變質(zhì)量譜,雙整體噴注橫能譜,雙整體噴注橫能不對稱度分布的修正。結果發(fā)現(xiàn)雙整體噴注的角分布和橫能不對稱度分布對冷核物質(zhì)效應不敏感,因此這兩個物理量可以作為用來探測末態(tài)熱核物質(zhì)效應的杰出候選者。另一方面,由于冷核物質(zhì)效應的影響,單整體噴注橫能譜,雙整體噴注不變質(zhì)量譜和雙整體噴注橫能譜在廣泛區(qū)域內(nèi)被提高,這一特征和末態(tài)部

6、分子能量損失影響下的壓低現(xiàn)象相反。同時,這三個物理量在不同的nPDFs設定下,核修正彼此之間有偏差。
　　 熱核物質(zhì)效應采用GLV噴注淬火理論機制來描述,噴注在穿越QHP物質(zhì)時,受介質(zhì)誘導輻射膠子,與傳統(tǒng)的單粒子噴注不同的是,整體噴注所輻射的膠子會有一部分攜帶著能量又落入噴注錐角中。噴注與介質(zhì)問的非彈性相互作用使得末態(tài)噴注產(chǎn)額向小能量區(qū)域偏移,造成介質(zhì)修正后整體噴注末態(tài)的一些有趣現(xiàn)象。我們重點研究了單整體噴注和雙整體噴注散射截面