内部磁场对中能重离子碰撞出射粒子的影响

近些年来,极端条件(高温度、密度、同位旋不对称度)下核物质的性质研究引起人们的极大关注.重离子碰撞实验结合输运模型模拟是目前人们研究核物质性质的重要手段.重离子碰撞过程中带电粒子运动会产生很强的磁场(内部磁场),然而在之前的输运模型模拟中通常不考虑内部磁场对带电粒子运动的影响.我们在极端相对论量子分子动力学模型中,引入内部磁场,并研究了内部磁场对出射粒子集体流的影响.发现内部磁场对核子产额及集体流的影响可以忽略,而对带电π介子产额比及集体流的快度分布的影响较为明显.这一结果表明,在利用中能重离子碰撞后出射的π介子作为研究核物质性质的敏感探针时需要考虑内部磁场效应.     

中能重离子碰撞中π介子产生的核介质效应和集体流研究

本文基于量子分子动力学输运模型(LQMD)研究了中能重离子碰撞中π介子产生机制,包括多重性时间演化、快度分布、横向动量分布、集体流等物理量.以反应系统⁴⁰Ca+⁴⁰Ca,⁹⁰Zr+⁹⁰Zr,⁹⁶Zr+⁹⁶Zr,⁹⁶Ru+⁹⁶Ru和¹⁹⁷Au+¹⁹⁷Au为例,我们研究了Δ-核子相互作用势、核介质中散射截面、π介子-核子相互作用势和散射截面对π介子产生的影响.结果给出同位旋依赖的Δ-核子作用势会增加π^-/π⁺的比值,考虑核介质效应的Δ-核子散射截面会压低π介子的产生,特别是在中心快度和低动量区域.基于π介子与原子核散射的实验数据,提取了π势并分析了快度分布、横向动量谱、集体流.π势会压低高横向动量和中心快度区域π介子产生,特别是π^-产生.π介子与核子散射吸收过程会导致反常流现象,特别是π⁺     

高能核-核碰撞末态产生粒子的赝快度分布

利用Glauber模型,讨论了重离子碰撞中的核子-核子碰撞数,并以此为基础,考虑了碰撞中核子的能量损失效应,给出了核-核碰撞末态多重数的赝快度分布随碰撞参数的变化方程.并用其分析了BRAHMS合作组在√sNN=200 GeV的Au+Au碰撞中的实验测量,所得结果与实验相符合.     

高能核-核碰撞未态产生粒子的赝快度分布

利用Glauber模型,讨论了重离子碰撞中的核子-核子碰撞数,并以此为基础,考虑了碰撞中核子的能量损失效应,给出了核-核碰撞末态多重数的赝快度分布随碰撞参数的变化方程．并用其分析了BRAHMS合作组在√SNN=200GeV的Au＋Au碰撞中的实验测量,所得结果与实验相符合。     

πN势对重离子碰撞中π介子集体流的影响

中能重离子碰撞中产生的π介子是研究高密核物质状态方程一个重要的探针.而影响π介子在核介质中输运的π介子与核子相互作用势(πN势)目前还没有完全确定.在最近更新的极端相对论量子分子动力学(UrQMD)模型中加入一种经验的πN势,研究了它对π+和π-介子集体流的影响.通过与FOPI合作组实验数据的比较发现,考虑一个较弱的πN势可以同时半定量地解释直接流和椭圆流随快度及横向速度的变化情况,而考虑强的πN势或者不考虑πN势给出的结果都与实验数据有很大差异.     

高能重离子对心碰撞中参与碰撞的核子数研究

以重离子碰撞的独立源模型为基础，对入射能量为60与200GeV／A的^14O Al、Cu、Ag、Au对心碰撞中参与碰撞的核子数进行了研究。结果表明，参与碰撞的核子数随靶核质量数增大而增大，而与入射能量无关。     

夸克-胶子等离子体的临界温度研究

基于MIT袋模型,在纵向能量近似下,求解了高能重离子碰撞核子的部分子波函数,进而得到了核子的袋压强,并确定了高能重离子碰撞过程中产生夸克-胶子等离子体的临界温度。此外,还利用有限温度QCD求和规则,讨论了手征对称性恢复和双轻子产生的问题。     

强子物质输运系数的一种偿试性分析

应用相对论动力论方程研究高能重离子碰撞时空演化，采用驰豫时间近拟，推导出系统的输运系数和驰豫时间关系的解析式，并讨论了这些结果的意义。     

同位旋分馏、同位旋弛豫与非对称核物质状态方程

采用同位旋相关的输运模型IBUU04对中能区(400 MeV/u～1GeV/u)重离子碰撞中产生的π-/π+产额比实验数据进行了系统分析.通过符合π-/π+的激发函数及其随系统N/Z比变化关系的实验数据发现,对称能在约2ρ0的区域具有随密度的增加而减小的趋势.通过选择具有相同N/Z但不同质量的碰撞系统,研究了π-/π+对Esym(ρ)的依赖敏感度随系统大小和入射能量的关系,发现该敏感度与同位旋分馏程度有直接的关联.此外,π-/π+在同位旋非对称系统(Ru+Zr与Zr+Ru)中的分布表明中心碰撞的同位旋没有达到完全平衡,其分布特征与核子分布特征具有明显的差异,这可能支持π-/π+是高密区Esym(ρ)探针的一个证据.     

中能区重离子碰撞中椭圆流的动力学产生机制分析

近年来,椭圆流(v_2)作为研究重离子碰撞动力学过程的重要观测量之一而备受关注.本文基于极端相对论量子分子动力学(UrQMD)模型,反向追踪反应末态处于中心快度区(|y_0|0.1)的核子的演化过程,探究这些核子的v2随时间的变化.通过分别记录这些核子在平均场、核子-核子碰撞作用前后的v_2来探究这两部分对v_2产生的影响.以入射能量为每核子0.4 GeV、碰撞参数为5 fm的Au+Au碰撞为例,计算结果表明平均场对中心快度区核子的v_2的贡献大约占30%,而碰撞对它的贡献约占70%.此外,还发现不考虑碰撞项中的泡利阻塞效应时给出的v_2比考虑泡利阻塞效应时的要大10%左右.     

KN势对重离子碰撞中K介子产生的影响

重离子碰撞中产生的K介子是核反应中形成的高密核物质的一个有效探针,结合输运模型模拟可以提取出高密核物质状态方程的信息.在最近更新的极端相对论量子分子动力学(UrQMD)模型基础上,引入了K介子与核子相互作用势(KN势),以中能区(入射能量为0.6–2.0GeV/nucleon)Au+Au碰撞为例,研究了KN势对K介子产额和直接流、椭圆流的影响.当考虑KN势后,能够更好地再现K介子集体流的实验数据.还发现K~0/K~+产额比依赖于对称能的"软硬".发现"软"的对称能给出的K~0/K~+产额比高于"硬"的对称能给出的结果;入射能量越低,K~0/K~+产额比对对称能的敏感性就越强.入射能量为0.8GeV/nucleon时K~0/K~+产额比对对称能的敏感性要高于π-/π+产额比.     

洛伦兹力对重离子碰撞中K介子集体流的影响

中能重离子碰撞中K介子的产生是研究核反应中形成高密核物质性质的重要途径之一。这里基于最新改进的极端相对论量子分子动力学(UrQMD)模型,以中能区(入射能量为1.5、2.0GeV/nucleon)Au+Au碰撞为例,在引入K介子与核子相互作用势(KN势)的基础上,探讨K介子矢量场的空间分量(类似于洛仑兹力)对K介子集体流的影响。发现在描述K介子的集体流时,洛伦兹力的贡献是非常重要的。通过KN势和洛仑兹力的计算,可以很好地再现直接流和椭圆流的相关数据。     

中能重离子碰撞的微观理论

中能重离子碰撞是自洽平均场效应、二体碰撞效应和泡利阻塞效应交互作用的领域。描述中能重离子碰撞应使用原子核多体关联动力学理论，ＢＵＵ方程是包容了以上３种效应的可计算方案，本文由多体关联动力学经适当近似过渡到了ＢＵＵ方程，并讨论了与此相关的几种中能重离子碰撞的微观理论。     

高能不等核碰撞中的参与者数和二元核子核子碰撞数

采用核核碰撞的Glauber模型,给出了高能d核与Au核在不同对心碰撞中的参与者数与二元核子核子碰撞数,所得结果与RHIC PHOBOS合作组给出的结果相吻合.     

高能Au+Au碰撞末态多重数赝快度分布研究

利用Glauber模型,计算出核核碰撞中的参与者数、旁观者数及二元核子核子碰撞数.考虑到能量损失和旁观者效应对末态带电粒子赝快度分布的影响,通过对核子核子碰撞快度分布的逐次叠加得到核核碰撞末态带电粒子的赝快度分布.并用其讨论了PHOBOS合作组在高能Au+Au碰撞所做的实验测量.理论与实验结果符合得很好.     

含有相变的流体力学模型与Au-Au在RHIC能量碰撞中带电粒子的横动量与横质量谱

普遍认为夸克-胶子等离子体(QGP)在现有的重离子碰撞中可能已经形成,且相对论流体力学是描述碰撞产物膨胀与粒子化过程最有效的工具之一.在考虑到热运动效应的情况下,采用含有由QGP态到强子态相变的流体力学模型分析重离子碰撞中不同带电粒子的横动量与横质量谱,给出该模型的解析解并与实验数据相比较.理论结果与Au-Au在RHIC能量碰撞中的实验测量符合得较好.除了其解析性,该理论模型的典型特点是它包含着高能重离子碰撞产物丰富的时空演化信息,如碰撞产物的初始温度、相变温度、带电粒子的化学冻析温度、QGP与强子态中的声速及重子化学势等.所以本文的研究工作,有利于了解高温高密度碰撞产物的各种传输系数与带电粒子的产生机制.     

中能重离子碰撞同位素分布

在原子核输运理论的框架内，结合统计蒸发理论，发展了一种计算中能重离子周边反应同位素分布的新方法。碰撞过程中的初始碎片由ＱＭＤ理论模拟计算得到的，初始碎片的蒸发用ＧＥＭＩＮＩｃｏｄｅ得到。     

RHIC能区夸克物质性质和QCD相结构的实验研究

本文讨论了RHIC-STAR相对论重离子碰撞实验近年来重要的结果.主要包括高能重离子碰撞中夸克物质的集体运动性质和能量扫描实验中各阶集体流的研究,守恒荷的高阶矩与强相互作用相变临界点的探索,以及重味、奇异粒子和轻核产生的测量.我们发现STAR实验最高能量的重离子碰撞中形成了热化的夸克物质,多个信号表明当碰撞能量低于39 Ge V之时,可能进入了强相互作用相图的临界区.最后对未来重离子碰撞实验的运行计划和研究重点做了展望.     

清华大学物理系核物理研究新进展

本文简要介绍了清华大学物理系最近几年在核物理研究领域的最新研究成果和进展,包括在QCD相变和相对论性重离子碰撞,核结构理论和实验研究以及中能区核反应的实验研究等方面的工作.     

高能金金碰撞末态带电粒子的赝快度分布

给出了核子-核子碰撞末态带电粒子的赝快度分布函数,采用Glauber模型,计算出核-核碰撞过程中的平均参与者数、碰撞区域内的旁观者数、带头粒子数以及平均核子-核子碰撞数,获得了核-核碰撞的末态带电粒子的赝快度分布方程,与PHOBOS合作组√SNN=130 GeV的金-金碰撞末态带电粒子的赝快度分布的实验结果吻合.