相對(duì)論重離子碰撞中QGP的演化及其強(qiáng)子化.pdf

1、夸克膠子等離子體(quark-gluon plasma，QGP)是否存在？它的強(qiáng)子化機(jī)制及其性質(zhì)如何？美國(guó)布魯克海文國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的相對(duì)論重離子對(duì)撞機(jī)(RHIC)實(shí)驗(yàn)的運(yùn)行迅速推動(dòng)了這一問(wèn)題的研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，末態(tài)強(qiáng)子的性質(zhì)呈現(xiàn)出許多新的特征，QGP可能已經(jīng)在RHIC中產(chǎn)生。因此QGP的強(qiáng)子化機(jī)制、它的各種性質(zhì)都成為該領(lǐng)域當(dāng)前關(guān)注的焦點(diǎn)。近幾年大量的研究表明，對(duì)于熱密夸克物質(zhì)的強(qiáng)子化，夸克組合圖像比部分子碎裂圖像更優(yōu)越。夸克組合圖像假設(shè)，

2、當(dāng)熱密夸克物質(zhì)冷卻到禁閉相變溫度Tc時(shí)，系統(tǒng)展示出有效的組分夸克自由度，膠子的動(dòng)力學(xué)自由度受到抑制（或者說(shuō)膠子劈裂成一對(duì)夸克和反夸克）；這些具有一定動(dòng)量分布的各種味道（u、d、s等）的組分夸克和反夸克按照一定的QCD的基本要求自由組合形成各種直生強(qiáng)子。
　　 縱觀相對(duì)論重離子碰撞的整個(gè)過(guò)程：QGP的產(chǎn)生、演化、強(qiáng)子化，強(qiáng)子相的重散射。因此末態(tài)強(qiáng)子的性質(zhì)是QGP產(chǎn)生、演化及隨后強(qiáng)子化共同導(dǎo)致的結(jié)果，甚至還有末態(tài)相互作用。在整個(gè)碰撞

3、演化過(guò)程中，演化至強(qiáng)子化時(shí)的組分夸克，既是QGP前期演化的結(jié)果，又是強(qiáng)子化的起點(diǎn)，組分夸克及其強(qiáng)子化對(duì)于連接部分子相與強(qiáng)子相起著非常重要的橋梁作用。因此它的性質(zhì)，如：動(dòng)量譜、集體流等，既攜帶了QGP前期演化的重要信息，又主要決定了實(shí)驗(yàn)上可觀測(cè)的強(qiáng)子的性質(zhì)。因而在夸克組合機(jī)制下，通過(guò)研究這些組分夸克的性質(zhì)，人們能夠獲取有關(guān)熱密夸克物質(zhì)的信息，如：奇異性、集體性、聲速等。
　　 如何獲得強(qiáng)子化時(shí)刻組分夸克的信息？正如這一類(lèi)組合模型的

4、大多數(shù)的處理方式----直接從末態(tài)強(qiáng)子中反向抽取得到，例如：利用π介子抽取輕夸克的性質(zhì)，利用k介子抽取奇異夸克的性質(zhì)。這種簡(jiǎn)單反向抽取的方法對(duì)于研究夸克組合機(jī)制本身是足夠的，但是這種純粹抽取的方法得不到強(qiáng)子化時(shí)組分夸克的性質(zhì)與熱密夸克物質(zhì)早期演化之間的內(nèi)在聯(lián)系。這將阻礙人們從組分夸克的各種性質(zhì)進(jìn)一步探索、研究有關(guān)熱密夸克物質(zhì)更深層次的信息。
　　 在這篇文章中，我們用相對(duì)論流體動(dòng)力學(xué)來(lái)描述強(qiáng)子化前熱密夸克物質(zhì)的演化，當(dāng)流體元的能

5、量密度降低到禁閉的相變點(diǎn)(～l.0GeV/fm3)時(shí)，流體動(dòng)力學(xué)演化停止，我們就可以得到此刻夸克的各種性質(zhì)及其橫動(dòng)量譜；對(duì)于這些組分夸克接下來(lái)的強(qiáng)子化，我們用山東夸克組合模型來(lái)描述。在這一“流體演化+夸克組合”方法中，我們可以通過(guò)強(qiáng)子化時(shí)組分夸克的動(dòng)量分布建立起熱密夸克物質(zhì)的動(dòng)力學(xué)演化與末態(tài)可觀測(cè)的強(qiáng)子之間的聯(lián)系。這樣熱密夸克物質(zhì)的各種演化信息都能夠定量的得到，同時(shí)熱密夸克物質(zhì)的內(nèi)在特性也可以通過(guò)末態(tài)強(qiáng)子得到。本文主要做了以下兩方面的工

6、作：
　　 （一）對(duì)于高能重離子碰撞中產(chǎn)生的熱密夸克物質(zhì)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。利用相對(duì)論流體動(dòng)力學(xué)對(duì)于Au+Au和Cu+Cu碰撞系統(tǒng)中不同碰撞中心度、不同碰撞能量下產(chǎn)生的熱密夸克物質(zhì)的性質(zhì)如：能量密度、不對(duì)稱(chēng)度隨著時(shí)間的變化關(guān)系，熱密夸克物質(zhì)的演化時(shí)間、平均橫向速度對(duì)系統(tǒng)大小、碰撞中心度、碰撞能量的依賴(lài)關(guān)系以及演化得到的u(d)、s夸克的橫動(dòng)量譜，進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。
　　 （二）對(duì)于末態(tài)強(qiáng)子的橫動(dòng)量譜進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。將上述