不同味夸克产生的喷注硬度特性的比较研究

用蒙特卡洛模拟方法研究了e e对撞Zo强子衰变事件中胶子喷注和夸克喷注的硬度特性.发现夸克喷注和胶子喷注的硬度特性存在较大的差异;不同味的夸克喷注的平均多重数、平均横动量和平均快度随硬度的分布特性也存在明显的差异,而不同味的夸克发射的胶子产生的喷注的硬度特性是一致的;胶子喷注与夸克喷注的平均横动量、平均多重数与硬度之间存在较强的正关联,而平均快度与硬度之间存在较强的负关联.     

辨别胶子喷注和夸克喷注的能量法则研究

用蒙特卡洛方法研究了e^ e湮灭产生的3-喷注事件,将强子3-喷注按能量排序并通过与部分子层次的3-喷注配对来辨别胶子喷注和夸克喷注．分析了能量法则挑选喷注的纯度;用改进后的能量法则计算了3-喷注事件中的三个喷注的平均多重数,平均横动量随喷注能量的分布以及胶子喷注和夸克喷注的平均多重数之比和平均横动量之比．并与角度法则的相应结果进行了比较．结果显示用改进后的能量法则挑选喷注的方法是可行的．     

RHIC能区重味强子的实验测量

本文通过介绍重味强子与重味衰变电子的核修正因子与椭圆流的实验测量,总结与回顾了近年来高能重离子碰撞RHIC能区重味强子的实验进展.最新的测量结果表明,高横动量区D~0介子与重味衰变电子的核修正因子有显著压低,且程度与轻强子相当,说明粲夸克在碰撞产生的夸克胶子等离子体介质中有强耦合并且损失能量;同时测到了显著的D~0介子椭圆流与重味衰变电子的椭圆流,且其数值与轻强子相当,符合流体动力学特征.这两个实验证据都说明了粲夸克与碰撞产生的核介质有很强的相互作用.通过实验与模型的比较定量提取了粲夸克扩散系数等核物质的关键特征参数.     

喷注淬火的细致平衡效应

讨论了高能部分子穿过夸克胶子等离子体时热胶子的细致平衡效应，在热介质中，受激的热胶子发射降低部分子的能量，而热吸收增加部分子的能量，其净贡献导致部分子能量损失的减少。部分子能量损失的相对减少对中等能量的喷注是重要的，而对非常高能量的喷注可以忽略不计。修正后的能量损失对能量的依赖性将影响中等户t强子谱压低的形状。     

高能重离子碰撞中喷注输运系数提取的研究进展

喷注淬火效应是高能重离子碰撞中产生夸克胶子等离子体新物质形态的硬探针信号,已被大量理论和实验研究所证实.通过大横动量末态强子产额的压低提取量化喷注淬火强度的喷注输运系数■是高能重离子碰撞研究领域的前沿课题.在结合高扭度喷注能量损失的次领头阶微扰量子色动力学部分子模型框架下,本文通过末态强子的压低和实验数据对比提取了介质中心初始最高温度T0处的喷注输运系数■.不同种类粒子、碰撞能量和碰撞中心度的实验数据对■的约束表明,■/T₀³会随T₀的增加而降低.为进一步研究■/T³对介质局域温度T(τ, r)的依赖性,本文将RHIC和LHC能区多个中心度的单强子、双强子和γ-强子压低三种观测量的实验数据结合起来,对■/T³(T)进行了整体的限制.面对海量的模型计算,我们首次结合信息场理论的概念设计了先验分布为随机函数的贝叶斯统计推断法,可以削弱■/T³在不同温度区间的长程关联.用低能量非对心碰撞到高能量对心碰撞的实验数据逐步对■/T³(T)进行限制...     

核环境中的多重散射和能量损失

当快速部分子在核介质中传播时会和介质中的其他部分子发生多重散射,从而导致横动量展宽效应以及喷注淬火效应.本文综述了基于微扰QCD高扭度因子化计算核环境中部分子横动量展宽的最新进展,讨论了高扭度展开框架下的部分子能量损失计算及其在RHIC和LHC上高能核碰撞中领头强子产生中的应用.具体介绍了扭度-4过程的次领头阶计算,论证了核环境中双重散射的QCD因子化定理,证明了核介质性质的普适性并推导出了核介质性质的QCD演化方程,发现RHIC和LHC质子-原子核碰撞中向后快度区强子产生的核增强现象可被解释为非相干双重散射效应.进一步给出了高扭度展开框架下部分子能量损失效应对高能核核碰撞中大横动量强子谱产生的次领头阶数值计算方法,分别计算了π0,η,ρ0,?, KS0和ω等领头介子的产额及其核修正因子,讨论了不同领头强子的产额比,通过对核修正因子的理论计算与实验数据进行对比来抽取喷注输运参数,发现相对论重离子碰撞中领头强子谱的压低需要同时考虑初始喷注谱、能量损失机制和真空部分子碎裂函数这三个部分的影响.     

相对论重离子对撞中喷注淬灭的研究

喷注淬灭现象是相对论重离子碰撞中可能产生高温高密新核物质—夸克胶子等离子体（Quark-Gluon Plasma,QGP）的特征之一.我们分别测量质子-质子碰撞和重离子碰撞中的各种强子谱产额,并通过比较不同体系强子谱的产额,发现重离子碰撞中强子产额相对于质子-质子碰撞产额有所压低,进而研究喷注淬灭机制.不同强子产额的压低程度检验了一些理论预言,并为新的理论的提出提供重要的实验依据.     

夸克与胶子碎裂动力学之间的一个定性差别

提出了一种基于研究喷注内部动力学起伏的区别夸克与胶子喷注性质的新方法。用蒙特—卡洛方法证明了横动量阶乘矩的标度性质在这两类喷注中非常不同。对于夸克喷注，随着分割数的增大而很快地趋于饱和；而对于胶子喷注。趋于饱和很慢，这样就得到了夸克与胶子碎裂动力学之间的一个定性差别。     

强子气体产生的热光子

在 SPS、RHIC 和 LHC 碰撞能区,利用 SU（2）规范对称性,研究了强子物质中介子相互作用产生的热光子. 计算结果表明,在 SPS 能区,强子气体对热光子谱起到更重要的作用,在 205 MeV 初始温度条件下,强子气体热光子产额比夸克-胶子等离子体的产额高. 在 RHIC 和 LHC 能区,夸克-胶子等离子体的作用随碰撞能量的增加而逐渐变得重要.     

夸克喷注和胶子喷注内部动力学起伏的蒙特卡洛研究

用改进的角度法则从3-喷注事件中挑选出胶子喷注和夸克喷注，直接对这两种喷注中的动力学起伏的特性进行了蒙特卡洛研究，发现在Pt方向上夸克喷注内部的动力学起伏比胶子喷注内部的动力学起伏要强，从而给出了夸克和胶子在强子化碎裂过程中的动力学性质上的区别。     

RHIC能区STAR上重味夸克偶素产生的实验进展

相对论重离子对撞最主要的物理目标之一是寻找夸克-胶子等离子体(QGP)存在的证据并研究其特性.在研究QGP的诸多探针中,重味夸克偶素在重离子碰撞中由于"色屏蔽"效应而造成的压低被认为是QGP产生的直接信号.随着实验和理论的进展,人们发现QGP中的"再产生"和冷核物质效应也会显著地影响重味夸克偶素在重离子碰撞中的产额.近年来,以中美为主研制的STAR缪子探测器(MTD)大大提升了RHIC能区的重味夸克偶素实验研究能力,为探索其在QGP中的各项行为提供了精准的实验依据.本文总结了RHIC-STAR合作组近年来在200 GeV质子-金核和金核-金核对撞中重味夸克偶素J/ψ及Y的产生的实验研究进展.并介绍了近年来相对论重离子碰撞中重味夸克偶素一个新的研究方向——极低横动量J/ψ的实验研究.     

相对论性核──核碰撞中夸克物质形成的信号

在高温、高能量密度的核物质中寻找夸克胶子等离子体，是粒子物理学中的重要的前沿课题之一。本文简略地介绍了夸克物质形成的信号：如奇异性产生，J／4压低，光子和轻子对的热力学产生，Bose－Einstein关联等等。     

相对论质子-质子碰撞过程中产生的大横动量光子研究

利用微扰量子色动力学和部分子模型,研究了相对论质子-质子碰撞产生的大横动量光子.在微扰量子色动力学中,大横动量光子的产生源主要有康普顿散射、夸克-反夸克湮灭、胶子夸克单圈以及部分子散射末态的光子碎裂等.理论计算结果能够较好地解释各能区质子-质子碰撞产生的光子实验数据.     

退耦近似在重味夸克分布函数标度演化中的应用

核子中存在非微扰的intrinsic重味夸克FOCK态是量子色动力学的一个严格理论预言,对这个预言的研究是当前重味夸克物理中的一个重要课题.采用退耦近似,忽略intrinsic重味夸克与轻味夸克及胶子的混合贡献,可把异常复杂的重整化群演化方程近似处理为通常的胶子、轻味夸克、extrinsic重味夸克演化方程及intrinsic重味夸克非单态演化方程.详细分析intrinsic粲夸克概率为1%,3.5%情况下退耦近似演化的计算结果,对退耦近似的可信度进行详细分析,给出退耦近似下任意概率粲夸克分布.     

HERA光生过程中的强子与光子产生

本文讨论了ＨＥＲＡ光生过程中的强子和光子产生问题，在ＱＣＤ领头级近似之下计算了单、双光子的产生截面。结果表明：在低ｘｉ情况下，分解过程的贡献很重要，不应当把分解过程看作直接过程的高阶修正，而应当把它视为独立的过程进行研究，因此， 光生过程来研究夸克、胶子的强子和光子碎裂函数，以及研究质子和光子的部分子分布函数是可行的。     

超级Z-工厂上的物理

本文在调查研究和理论分析的基础上,对超级Z-工厂上可开展的特色高能物理实验做了归纳和小结.文章指出超级Z-工厂中可以开展许多科学意义重要、别处不可替代的高能物理实验,归纳下来在下列四个方面具有突出优势：i）Z-玻色子性质的精确测量,寻找与Z-玻色子有关的稀有过程的实验研究;ii）韬（τ）轻子性质,寻找与韬轻子有关的稀有过程和发现关系到韬轻子和/或Z-玻色子的CP破坏（肯定与CKM矩阵相因子无直接联系）的实验研究;iii）重味和双重味强子的性质,其激发态质谱,奇异重味强子等的实验研究;iv）通过测量喷注形状直接测量QCD耦合常数αs（m2Z）,测定重味夸克和胶子到重味强子和双重味强子的碎裂函数,检验非微扰碎裂模型理论等的实验研究.另外,由于建造超级Z-工厂可以作为我国加速器高能实验物理未来基地规划中的一个选项,国内同行已经完成了相关的学术研究论文14篇,并已汇集成题为＂超级Z-玻色子工厂物理＂的专辑,发表在SciChina-Phys Mech Astron上,2010年11月份的53卷11期中.本文对这14篇论文做扼要概述,同时也做了一些补充.     

Sudakov压低的Balitsky-Kovchegov方程在重夸克产生中的应用研究

在色偶极子模型框架下,该文首次采用Sudakov压低的Balitsky-Kovchegov演化方程研究HERA能区粲夸克和底夸克的产生.通过数值方法求解微分积分形式的Balitsky-Kovchegov方程,获取Sudakov压低的散射振幅,结合虚光子劈裂成正反夸克对的波函数,开展电子-质子深度非弹性散射中重夸克产生约化截面研究.为了避免过度拟合,该文将前期研究中获得的模型参数直接应用于描述粲夸克和底夸克的产生,不再对粲夸克和底夸克的约化截面数据进行单独拟合,结果显示Sudakov压低了的散射振幅较领头阶散射振幅给出了更符合实验测量的描述效果,由此表明Sudakov压低效应对重夸克的产生有着重要的作用.     

组合机制下夸克横动量分布对强子横动量分布的影响

介绍了夸克组合模型的原理和夸克组合律(QCR)的基本步骤.解释了相对论重离子碰撞RHIC和夸克胶子等离子体QGP的产生,详细描述了夸克组合模型在相对论重离子碰撞中的应用.本文使用了蒙特卡罗方法通过程序实现组合机制下对RHIC反应的模拟,并在拟合实验的基础上重点分析了组合机制下夸克横动量分布对强子横动量分布的影响.本文绘制出重子介子比的动量谱并得出一些有意义的结论.     

强子的Thomson模型和μ对横动量等问题

本文提出了一种类似于Thomson原子模型的强子结构模型:强子由准自由的价夸克和处于“凝聚”态的胶质组成;海夸克取胶子场的真空极化形式。在此基础上,用统计热力学方法处理胶子态,用部分子模型处理夸克,解释了μ对大横动量实验中的几个事实以及一些其他强子过程。     

损耗过程和夸克—胶子等离子体的演化

本文通过改进极端相对论性流体力学模型研究损耗过程对夸克一胶子等离子体(QGP)演化的影响,并导出和求解了包括损耗项的流体力学方程.计算结果表明损耗过程加速了QGP的演化,明显缩短了QGP的寿命.并且发现损耗过程对实验可测量也有明显影响,在终态粒子平均横动量分布的例子中,计算的结果显示考虑了损耗过程的影响后,理论计算与实验值更为一致.因此,在细致研究QGP时,不能忽略损耗过程的影响.