高能重離子碰撞中顆粒發(fā)射源的強(qiáng)度干涉學(xué)分析.pdf

1、高能重離子碰撞實(shí)驗(yàn)的目的是在實(shí)驗(yàn)室中產(chǎn)生極高溫度、極高密度和極高壓力的核物質(zhì)并對其性質(zhì)進(jìn)行系統(tǒng)研究。通過高能重離子碰撞物理學(xué)，人們期望在極端條件下的核物質(zhì)中發(fā)現(xiàn)新的物質(zhì)相－夸克膠子等離子體（QGP）。根據(jù)量子色動力學(xué)（QCD）理論，當(dāng)碰撞中出現(xiàn)QGP時，可能會出現(xiàn)由QGP到強(qiáng)子的一級相變，而發(fā)生一級相變的重要標(biāo)志是粒子發(fā)射源中存在QGP顆粒結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步的研究表明，顆粒性結(jié)構(gòu)不僅局限于一級相變，在高能重離子碰撞的早期系統(tǒng)演化過程中，大的初

2、始能量密度漲落，表面張力以及縱向膨脹可能導(dǎo)致系統(tǒng)的碎裂，從而形成QGP顆粒源。π干涉學(xué)（Hanbury-Brown-Twiss干涉學(xué)）是研究高能重離子碰撞中粒子發(fā)射源時空結(jié)構(gòu)和動力學(xué)的重要工具，利用不同的方法對顆粒發(fā)射源的π干涉學(xué)作深入分析對于人們利用干涉學(xué)方法檢測發(fā)射源的顆粒性結(jié)構(gòu)具有非常重要的意義，這也是本論文的研究目的及意義。
　　以往對顆粒源的研究都假設(shè)發(fā)射源為混沌的，不能解釋實(shí)驗(yàn)上測量到的發(fā)射源為部分相干（部分混沌）的結(jié)

3、果。因此對顆粒源混沌性的研究是必要的。本文基于完全混沌的顆粒源模型，在假設(shè)由同一顆粒發(fā)射的π介子為相干發(fā)射的條件下，給出了顆粒相干源模型的2π及3π關(guān)聯(lián)函數(shù)。顆粒相干源的2π關(guān)聯(lián)函數(shù)與部分相干高斯源具有相似的形式，很難由關(guān)聯(lián)函數(shù)區(qū)分兩種發(fā)射源。進(jìn)一步對顆粒相干源及部分相干高斯源的歸一化純3π關(guān)聯(lián)進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)當(dāng)兩種源2π關(guān)聯(lián)的混沌性參量小于0.8時，兩種發(fā)射源的歸一化純3π關(guān)聯(lián)在小動量差區(qū)域有明顯差別，這為利用π干涉學(xué)手段分析部分相干源

4、的顆粒性提供了可能的方法。
　　根據(jù)Brown和Danielewicz提出的“映像法”（imaging technique），人們可以不依賴于源模型由2π關(guān)聯(lián)函數(shù)直接得到坐標(biāo)空間的兩粒子源函數(shù)，所以期望能夠利用映像法來檢測發(fā)射源的顆粒性結(jié)構(gòu)。因此，對顆粒源模型進(jìn)行映像法分析是本論文的中心內(nèi)容。首先，從理論上分析了靜態(tài)顆粒源的兩粒子源函數(shù)，發(fā)現(xiàn)其源函數(shù)具有“雙層”結(jié)構(gòu)。然后，對流體演化顆粒源作映像計算發(fā)現(xiàn)源函數(shù)的這種雙層結(jié)構(gòu)特征更加

5、明顯。最后，根據(jù)顆粒源及高斯源的源函數(shù)對AGS（2,4,6,8 A GeV）和RHIC（√sNN=200 GeV）能量下Au+Au碰撞的實(shí)驗(yàn)結(jié)果作了分析和比較，結(jié)果表明，AGS能量下的π介子發(fā)射源沒有明顯的顆粒結(jié)構(gòu)，而RHIC實(shí)驗(yàn)中的40％

6、射源的源函數(shù)。
　　提出了根據(jù)兩粒子源函數(shù)計算相對距離特征量的方法來描述π介子發(fā)射源時空結(jié)構(gòu)。由于基于映像計算，這種方法是不依賴于源模型的。通過計算相對距離的各階矩，能夠得到有關(guān)源時空結(jié)構(gòu)的更多信息。根據(jù)對高斯源的討論，進(jìn)一步引入相對距離半徑代替?zhèn)鹘y(tǒng)的HBT半徑來表征π介子發(fā)射區(qū)域的空間尺寸。對顆粒源及包含長壽命共振態(tài)衰變的Core-Halo模型計算并與高斯擬合結(jié)果作比較，結(jié)果表明，與傳統(tǒng)的HBT結(jié)果相比，相對距離的特征量能在較大