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量子色动力学(QCD)预言,在极端高温、高密条件下强子物质可以转化为解禁闭的夸克物质,即夸克胶子等离子体(QGP)。研究这种新物质形态的各种性质及其强子化机制一直是高能物理界一个重要且具有挑战性的课题。美国布鲁克海文国家实验室的相对论重离子对撞机(RHIC)实验研究表明,QGP在碰撞能量200NNS? GeV的Au+Au中心对撞中已经产生,并展现出一系列新特性,如强集体流行为、奇异性增强等。近期运行的欧洲大型强子对撞机(LHC)实验将质心系碰撞能量提高到几个TeV,可以产生体积更大、寿命更长的QGP物质。这为进一步认识QGP的性质、检验其强子化机制提供更宽广有利的平台。至今为止,LHC实验已经积累了大量的强子产生数据,且实验结果展示出许多不同于RHIC实验的新现象,如质子反质子产生抑制、强子椭圆流标度性破缺等。 夸克组合机制成功解释了RHIC中强子产生的实验现象,对于LHC能区重离子碰撞中的实验数据,能否给出解释?夸克组合机制在更高能区是否具有普适性?LHC能区碰撞早期产生的QGP又有哪些新特点?针对这些问题,本论文用山东夸克组合模型(SDQCM)系统研究LHC能区Pb+Pb碰撞中不同中心度下的强子产生,主要从强子产额和强子横动量谱两个方面开展工作: 第一,强子产额密度的研究。利用山东夸克组合模型,对质心系能量(公式省略)的Pb+Pb碰撞中,从中心到边缘不同碰撞中心度下各种强子的产额密度作了系统研究,计算了π+,K+,p,K0s,∧,?,Φ-,Ω及其反强子的产额密度,并与实验数据进行比较,获取反映QGP奇异性的λs随碰撞中心度变化的信息。 第二,强子横动量谱的研究。利用山东夸克组合模型,系统研究了(公式省略)的Pb+Pb碰撞中不同碰撞中心度下各种强子的横动量分布,计算了中间快度区h±,π+,p,K0s,∧,Φ,?,Ω-等强子的pT谱,以及K/π、∧/Ks0、p/π随横动量Tp的变化,并与实验数据进行比较。 以上研究结果发现,SDQCM成功描述了LHC能区重离子碰撞中不同中心度下包括边缘碰撞中的各种强子的产额、横动量谱。这体现了夸克组合强子化机制在更高能区重离子碰撞中的普适性。众所周知,夸克组合在重离子碰撞中的有效性是碰撞早期QGP产生的一个信号。因此,研究结果进一步表明,在TeV量级的重离子反应中,即使在边缘碰撞,QGP也可能已经产生。