夸克重组合模型下相对论重离子碰撞中奇异粒子的产生

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有关夸克胶子等离子体的研究对人们探索宇宙有很重要的意义。目前为止,可能产生夸克胶子等离子体的最有效的方法就是高能重离子碰撞。在重离子碰撞实验中可以通过一些大型加速器加速两核使其发生对撞,碰撞粒子损失的大量的能量在短时间内将沉积在碰撞中心附近一个很小范围内,在碰撞区域产生的物质具有非常高的能量密度。在高能重离子碰撞实验中,例如现在正在运行的RHIC和LHC,可以通过探测器观测到碰撞后产生的粒子,但无法得知系统的演化过程及粒子的产生机制。因此人们通过建立各种模型来了解粒子的产生过程。本文主要介绍描述高能重离子碰撞中强子化过程的模型—夸克重组合模型。强子化是指从夸克和胶子到形成强子的过程,它发生于可产生自由夸克和胶子的高能碰撞过程之后。重组合模型之前有两个比较成功的描述系统强子化的传统模型:弦模型和部分子碎裂模型,但这两个模型都有其局限性。弦模型只适用于描述低横动量区域的粒子产生过程,部分子碎裂模型则更擅长描述相对较高的横动量区域的强子化过程。夸克重组合模型能够描述整个动量空间粒子的产生过程,能够解释很多传统模型所无法解释的实验现象。在重组合模型中只考虑夸克和反夸克,胶子并不直接参与重组合,认为在强子化前胶子已经转化成夸克和反夸克对。系统碰撞产生的部分子主要由两部分组成:热部分子和簇射部分子。在引入强子化时间的重组合模型中,介子(重子)的产率与夸克密度的2(3)次方成比例,保证了演化过程中系统的幺正性。通过重组合模型人们对高能重离子碰撞中粒子的产生有了更深的了解。在高能重离子碰撞中奇异性增强是夸克胶子等离子体产生的可能信号之一。本文研究在夸克重组合模型的框架下高能重离子碰撞中奇异粒子的产生。讨论只包含u夸克,d夸克,s夸克及其反夸克的碰撞系统的演化情况,初态奇异夸克的化学势为零而轻夸克具有非零化学势。考虑三种不同的演化模式,将系统幺正性和夸克总数不变作为模型的限制条件,计算各粒子产额及奇异粒子与非奇异粒子产额比值。在研究的过程中只讨论低横动量区间热部分子重组合对粒子产生的贡献。结果显示随着初始夸克密度的增大,介子的产额降低而重子的产额增大。而当奇异夸克与轻夸克的初态密度比值不断增大时,奇异粒子的产额增大非奇异粒子的产额减小。多奇异粒子增强程度较大。粒子的产生依赖碰撞系统演化的细节。
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