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RHIC高能核—核碰撞实验中的喷注淬火效应

研究高温高密的核物质以及寻找夸克胶子等离子体(QGP),实验上最有效的方法是通过极端相对论性重离子碰撞。近二十年来,从美国布鲁海汶国家实验室(BNL)质心系能量(SNN)~(1/2)=5GeV的AGS实验,欧洲核子研究中心(CERN)(SNN)~(1/2)=17.2GeV的SPS实验,到2000年开始并且目前正在运行的BNL(SNN)~(1/2)=130GeV,200GeV的相对论重离子对撞机(RHIC)实验,人们已经积累了大量丰富的实验数据。通过对实验数据的全面仔细分析和理论考虑,有迹象表明夸克胶子等离子体这一新物质形态已在RHIC实验中形成。美国哥伦比亚大学著名学者M.Gyulassy教授撰文(arXiv:nucl-th/0403032)认为“QGP已在RHIC实验中发现”。预计在2007年,将在CERN建成的大型强子对撞机(LHC),其质心系能量大约是RHIC的30倍,将产生寿命更长的QGP物质,有助于进一步了解QGP的基  (本文共131页) 本文目录 | 阅读全文>>

华中师范大学
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相对论重离子碰撞中喷注淬火效应的定量研究

自上世纪七十年代一种新的物质形态一夸克-胶子等离子体(QGP)被预言以来,在实验室条件下开展极端相对论重离子碰撞实验形成高温高密的热核环境是产生和研究QGP物质有效而重要的手段。QGP物质被认为是宇宙大爆炸初期的产物,因此对QGP物质的研究将深远地影响人们对宇宙的演化、星体的形成与性质以及物质的微观结构与相互作用等多方面的认识。在极端相对论重离子碰撞实验中,QGP物质只存在于碰撞早期的极短暂时间内,如何根据碰撞后产生的末态强子信息来判断QGP物质的产生以及研究其性质,是高能核物理领域一个极其重要的课题。经过几代物理学家持续不懈的努力,在美国布鲁海汶国家实验室(BNL)的相对论重离子对撞机(RHIC)和欧洲核子中心(CERN)大型强子对撞机(LHC)上相继开展了高能核-核碰撞实验,大量的实验数据表明QGP这一全新物质形态已经产生,其中在大横动量区域出现的喷注淬火(JetQuenching)现象是QGP物质产生的一个强有力的证据。在...  (本文共105页) 本文目录 | 阅读全文>>

《华中师范大学学报(自然科学版)》2010年03期
华中师范大学学报(自然科学版)

高能核-核碰撞中喷注淬火效应增强与直接光子各项异性的研究

在相对论重离子对撞机(RH1C)和正在运行的大型强子对撞机(I蔺HC)上原子核以超相对论的能量碰撞是为了产生新的物质态:夸克一胶子等离子体(QGP)川.虽然碰撞会形成一定密度的介质,但那些被发射的只进行电弱相互作用的粒子不易与介质再次发生相互作用,能携带有关它们产生初期时系统状态的信息2」.因此,光子和轻子是实验上一组难得的敏锐探针.对光子而言,有两种从QGP中直接发射出的光子源是我们最感兴趣的.他们分别来自介质的热辐射川和高能碰撞产生的喷注穿越介质时的辐射口6刁.通过介质热辐射产生的光子在低横动量区间占主导,但在这一区间内随后的强子气发射出的光子也占了较大的份额匡8.来自喷注的光子是中等横动量区间光子的一个重要来源,在此区间内由初始部分子散射产生的光子是另一重要的光子源叫.由喷注产生的光子可用于探测介质的厚度:喷注穿越介质的路径越长,发射出的胶子就越多.对来自QGP的这两种光子源的任意一种进行探测都是为了确定QGP存在的重要方...  (本文共5页) 阅读全文>>

华中师范大学
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带电粒子快度密度与电荷起伏作为QGP信号的研究

探寻强相互作作理论—量子色动力学(QCD)所预言的夸克胶子等离子体(QGP)的信号及相变性质(?)直是高能核—核碰撞实验的重要目标之一。上世纪末在SPS/CERN上所做的一系列实验,以及本世纪初RHIC/BNL的一系列实验,充分显示了探测夸克胶子等离子体的复杂性。在相对论性核—核碰撞中,即使QGP已形成了,也只是在碰撞过程的极短瞬间存在,随着系统的膨胀与冷却,它很快就演化为实验观测到的各种末态粒子,最初存在的信息也可能在演化过程中由于各种末态相互作用而变得不清晰了。因此,只能从末态粒子的某些行为来寻找与QGP存在有关的新现象。同时刘这些新现象还要谨慎分析,要追究如果不形成QGP,是否也会存在类似的现象,从而排除一切非QGP因素的干扰,得到确切的结论。这种提供“负”结论的工作是艰巨而繁琐的,却又是非常必要的。我们的工作就是这种提供“负”结论的研究。到目前为止,理论上已经预言了多种可能的QGP信号;实验上也在进行细致的测量,研究这些...  (本文共143页) 本文目录 | 阅读全文>>

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相对论重离子碰撞中的相变动力学和神经网络在粒子鉴别中的应用

强相互作用的基本理论量子色动力学(QCD)有微扰真空和物理真空两种不同的真空态,带色的夸克和胶子不能在通常的物理真空中运动,而只能被禁闭在色中性的强子中。QCD真空的这种复杂结构被李政道称为“看不见的夸克”,是跨世纪物理学的“两大困惑”之一。上世纪70年代末,李政道等人预言:高能核-核碰撞能改变真空的性质,产生在大范围内解除禁闭的夸克胶子系统—夸克胶子等离子体(Quark Gluon Plasma),推动了相对论重离子碰撞的理论和实验研究,形成跨世纪物理学的一个主流。进入新世纪,相对论重离子对撞机RHIC在美国布鲁克海汶国家实验室建成运行,碰撞能标达到千亿电子伏,发现了大量新实验现象。已经观察到在比强子体积大千倍的范围内出现的部分子(夸克和胶子)自由度。这意味着在此范围内色禁闭被解除,QCD真空发生改变。进一步深入研究这种解除了禁闭的夸克胶子系统的性质,特别是它和通常强子系统之间的转变,即:QCD的微扰真空和物理真空之间的转变,...  (本文共94页) 本文目录 | 阅读全文>>

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高能重离子碰撞中大横动量介子和隔离光子标记整体喷注的产生

当人类用高能重离子碰撞的手段在极小的区域产生极高的能量,就能将原本禁闭在核中的夸克和胶子解禁闭,从而形成新的物质形态-夸克胶子等离子(QGP)。但是在随后的演化过程中,很快它就不断的冷却,强子化为末态可以观测的强子。研究这样一个短暂存在的物质形态一直以来都是研究粒子物理和宇宙大爆炸初期信息的前沿。在高能重离子碰撞试验中,经过长时间的理论和实验积累,我们发展出来了若干能够揭示不同QGP性质的信号。其中一个就是在实验中观测到了“喷注淬火”效应,即初始硬散射过程中产生的部分子会在穿过QGP物质中损失能量的现象,从而得到了核-核碰撞末态与核子-核子碰撞末态的偏离。大横动量π0领头强子谱的压低这一表征“喷注淬火”效应的观测量被首先用于研究基础微扰QCD理论和演化的QGP物质与喷注相互作用的机制。随后,高能的整体喷注的观测得以实现,从而成为了另一类强有力的观测量,对它的测量不仅能更好的检验量子色动力学的理论预言,还可以研究更加精细的喷注和介...  (本文共116页) 本文目录 | 阅读全文>>