EPOS模型中末态强子的各向异性流

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高能碰撞核物理的发展使人类对于物质的产生及其演化有了新的认识,即在温度极高和能量密度极大的条件下普通的强子物质可能发生解禁闭相变,成为夸克和胶子共存的等离子体,简称为QGP。而高能重离子碰撞物理学正是解决和证明这一猜想的重要方法,高能重离子碰撞实验的目的就是找到这种物质存在的信号,从而反演推出强子物质到夸克胶子等离子物质的真实相变过程及其包含的物理规律。  相对重离子碰撞试验就是将两个飞行的粒子加速到接近光速然后在某一刻进行碰撞,之后会瞬间在一个很小的空间内聚集巨大的能量从而使胶子和夸克从原子核中解禁闭,然后因为渐进自由使得它们之间的相互作用变得非常弱从而形成夸克胶子等离子体(QGP)。在RHIC上进行的多次实验使得物理学家认识到QGP的产生有多种信号,如双轻子和大横动量直接光子的产生,J/ψ粒子产额的压低和奇异粒子产额的增加,喷注淬火效应,集体流现象等。  本文的主要内容是利用3+1维流体力学模型即EPOS蒙特卡洛模拟器来模拟核-核碰撞,主要是金-金碰撞的高能碰撞物理过程,通过统计分析末态带电强子的赝快度密度(dN/dη)分布、不变横动量(d2N/2πp,dp,dη)分布以及末态强子的各向异性流分布来推断反演高能核-核碰撞的早期物理演化过程。主要是想通过唯象物理的模拟研究为实验物理和理论物理有所帮助。  从末态带电强子的赝快度密度分布可以看出,末态强子的个数与碰撞能量和碰撞中心度有一定的依赖关系,虽然在向前或前后快度区末态强予的产额独立于碰撞能量和碰撞对心程度,但在中间快度区域,碰撞能量越高或越是趋于对心碰撞,末态粒子的产额就会有所增多。同时通过末态强子的不变横动量分布可以看出,大横动量的粒子远少于低横动量的粒子,这可以理解为夸克或胶子在穿越热密物质时,只有能量比较高的粒子在穿越火球后仍具有较高的横动量从而被探测器接受到。而末态强子的集体流是由于粒子之间的相互作用而形成的,它反映了末态粒子的整体运动性,它只存在于碰撞初期的极端时间内,所以研究末态粒子的各向异性流能为证明QGP的产生提供重要的信息。  为了研究各向异性流的一些性质,本文运用了两种计算方法:事件平面法和2-粒子累积矩法来计算epos模型产生的数据。在研究各向异性流时我们发现初态统计的涨落对各向异性流的估算有很多影响,所以在用事件平面法估算反应平面时,需要加以修正。同时为了减小非流的影响,我们用了累积矩法而不是单一的方位角关联法来进行计算。最后我们发现末态强子的各向异性流不仅对横动量有依赖关系,对碰撞中心度也有一定的依赖关系,椭圆流对碰撞中心度依赖比较明显,三级流几乎独立于碰撞中心度。
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