相對論重離子碰撞中QGP的演化及其強子化.pdf

1、夸克膠子等離子體(quark-gluon plasma，QGP)是否存在？它的強子化機制及其性質(zhì)如何？美國布魯克海文國家實驗室的相對論重離子對撞機(RHIC)實驗的運行迅速推動了這一問題的研究。實驗結(jié)果顯示，末態(tài)強子的性質(zhì)呈現(xiàn)出許多新的特征，QGP可能已經(jīng)在RHIC中產(chǎn)生。因此QGP的強子化機制、它的各種性質(zhì)都成為該領(lǐng)域當前關(guān)注的焦點。近幾年大量的研究表明，對于熱密夸克物質(zhì)的強子化，夸克組合圖像比部分子碎裂圖像更優(yōu)越?？淇私M合圖像假設(shè)，

2、當熱密夸克物質(zhì)冷卻到禁閉相變溫度Tc時，系統(tǒng)展示出有效的組分夸克自由度，膠子的動力學自由度受到抑制（或者說膠子劈裂成一對夸克和反夸克）；這些具有一定動量分布的各種味道（u、d、s等）的組分夸克和反夸克按照一定的QCD的基本要求自由組合形成各種直生強子。
　　 縱觀相對論重離子碰撞的整個過程：QGP的產(chǎn)生、演化、強子化，強子相的重散射。因此末態(tài)強子的性質(zhì)是QGP產(chǎn)生、演化及隨后強子化共同導致的結(jié)果，甚至還有末態(tài)相互作用。在整個碰撞

3、演化過程中，演化至強子化時的組分夸克，既是QGP前期演化的結(jié)果，又是強子化的起點，組分夸克及其強子化對于連接部分子相與強子相起著非常重要的橋梁作用。因此它的性質(zhì)，如：動量譜、集體流等，既攜帶了QGP前期演化的重要信息，又主要決定了實驗上可觀測的強子的性質(zhì)。因而在夸克組合機制下，通過研究這些組分夸克的性質(zhì)，人們能夠獲取有關(guān)熱密夸克物質(zhì)的信息，如：奇異性、集體性、聲速等。
　　 如何獲得強子化時刻組分夸克的信息？正如這一類組合模型的

4、大多數(shù)的處理方式----直接從末態(tài)強子中反向抽取得到，例如：利用π介子抽取輕夸克的性質(zhì)，利用k介子抽取奇異夸克的性質(zhì)。這種簡單反向抽取的方法對于研究夸克組合機制本身是足夠的，但是這種純粹抽取的方法得不到強子化時組分夸克的性質(zhì)與熱密夸克物質(zhì)早期演化之間的內(nèi)在聯(lián)系。這將阻礙人們從組分夸克的各種性質(zhì)進一步探索、研究有關(guān)熱密夸克物質(zhì)更深層次的信息。
　　 在這篇文章中，我們用相對論流體動力學來描述強子化前熱密夸克物質(zhì)的演化，當流體元的能

5、量密度降低到禁閉的相變點(～l.0GeV/fm3)時，流體動力學演化停止，我們就可以得到此刻夸克的各種性質(zhì)及其橫動量譜；對于這些組分夸克接下來的強子化，我們用山東夸克組合模型來描述。在這一“流體演化+夸克組合”方法中，我們可以通過強子化時組分夸克的動量分布建立起熱密夸克物質(zhì)的動力學演化與末態(tài)可觀測的強子之間的聯(lián)系。這樣熱密夸克物質(zhì)的各種演化信息都能夠定量的得到，同時熱密夸克物質(zhì)的內(nèi)在特性也可以通過末態(tài)強子得到。本文主要做了以下兩方面的工

6、作：
　　 （一）對于高能重離子碰撞中產(chǎn)生的熱密夸克物質(zhì)進行了系統(tǒng)的研究。利用相對論流體動力學對于Au+Au和Cu+Cu碰撞系統(tǒng)中不同碰撞中心度、不同碰撞能量下產(chǎn)生的熱密夸克物質(zhì)的性質(zhì)如：能量密度、不對稱度隨著時間的變化關(guān)系，熱密夸克物質(zhì)的演化時間、平均橫向速度對系統(tǒng)大小、碰撞中心度、碰撞能量的依賴關(guān)系以及演化得到的u(d)、s夸克的橫動量譜，進行了系統(tǒng)的研究。
　　 （二）對于末態(tài)強子的橫動量譜進行了系統(tǒng)的研究。將上述