Quark energy loss in cold nuclear matter.pdf

1、高能碰撞過程中的夸克的能量損失效應日益引起核物理學家和粒子物理學家的廣泛關注。來自于RHIC和LHC的關于噴射淬火的大量實驗數(shù)據(jù)清楚地反映了在原子核—原子核的高能碰撞過程中快夸克穿過高熱高密的核物質時的能量損失效應。然而,對于在高熱高密核物質中夸克能量損失效應的理解需要深刻地洞悉快夸克在冷核物質中的傳播過程。高能粒子束與原子核碰撞的Drell-Yan過程以及輕子—原子核的半舉深度非彈性散射過程分別為研究入射夸克和出射夸克的能量損失效應提

2、供了理想的環(huán)境。
　　我們借助核Drell-Yan過程,對入射夸克在冷核物質中的能量損失效應進行了系統(tǒng)的分析。我們采用了三種不同參數(shù)形式的夸克能量損失表達式和四套典型的束縛核子的部分子分布函數(shù),對以夸克動量分數(shù)為變量的核Drell-Yan過程中的微分截面比進行了領頭階的唯象分析。得到的結論如下:
　　我們發(fā)現(xiàn)采用HKN07,nDS,EPS09三套束縛核子的部分子分布函數(shù),通過對相關的實驗數(shù)據(jù)進行整體分析所獲得的入射夸克的能量

3、損失值均比利用HKM束縛核子的部分子分布函數(shù)進行計算所抽取出的夸克能量損失值小。這是因為HKM束縛核子的部分子分布函數(shù)中關于?？淇朔植嫉暮诵拚c其它三套存在明顯的不同。HKN07,nDS,EPS09束縛核子的部分子分布函數(shù)的核修正包含了核Drell-Yan過程的實驗數(shù)據(jù),而HKM在抽取核修正的參數(shù)時沒有包括。
　　在我們的分析中,采用線性的夸克能量損失表達方式(Δχ1=α＜L＞A/Eh)和平方型的能量損失表達方式(Δχ1=β＜L＞

4、A2/Eh)所得到的計算結果無明顯差別,即現(xiàn)有的關于核Drell-Yan過程中微分截面比的實驗數(shù)據(jù)不能區(qū)分夸克的能量損失是與A1/3成正比還是與S2/3成正比。
　　我們發(fā)現(xiàn)來自于低能量入射粒子束的現(xiàn)有的實驗數(shù)掘排除了入射夸克的動量分數(shù)的能量損失表達方式(Δχ1=kx1A1/3)。
　　通過對選定的所有的核Drell-Yan過程實驗數(shù)據(jù)進行整體分析,并且借助于僅用擬合現(xiàn)有的有關核結構函數(shù)的實驗數(shù)據(jù)所獲得的HKM部分子分布函數(shù)

5、,我們得到入射夸克單位長度的能量損失為dE/dL=1.21±0.09GeV/fm。
　　我們借助于輕子-原子核的半舉深度非彈性散射過程,研究了冷核物質中出射夸克的能量損失效應。利用短的強子形成時間的表達式,通過將強子的形成時間與原子核的大小進行比較,我們從HERMES和EMC實驗數(shù)據(jù)中分別選出了強子化過程發(fā)生在原子核外的實驗數(shù)據(jù)。對于強子在原子核外形成的情況,我們僅用夸克在核物質中傳播時由于多重散射和輻射膠子所造成的夸克的能量損失

6、效應來修正真空中的碎裂函數(shù),在領頭階計算了強子的多重數(shù)比,并將所得到的理論結果與強子化過程發(fā)生在原子核外的HERMES和EMC實驗數(shù)據(jù)進行了比較。結果表明在半舉深度非彈性過程中沒有部分子分布函數(shù)的核效應。
　　我們發(fā)現(xiàn)當強子在原子核外形成時,考慮夸克能量損失效應修正后的碎裂函數(shù)所得到的理論結果與實驗數(shù)據(jù)符合很好。
　　我們采用線性的能量損失表達式與采用平方型的能量損失表達形式所得到的理論結果都支持強子多重數(shù)比壓低的現(xiàn)象。因此

7、,強子的多重數(shù)比仍不能決定夸克能量損失與傳播路徑的一次方成正比還是與傳播路徑的二次方成正比。對所選實驗數(shù)據(jù)進行x2分析的結果指出出射夸克的單位長度的能量損失dE/dL=0.38±0.03 GeV/fm。通過與研究核Drell-Yan過程時所獲得的入射夸克的單位長度的能量損失值進行比較,我們發(fā)現(xiàn)出射夸克與入射夸克能量損失的關系并不支持出射夸克的能量損失值是入射夸克能量損失值的三倍即:(dE/dL)out=3(dE/dL)in的理論預言。<

8、br>　　進一步地研究了輕子-原子核半舉深度非彈性散射強子產(chǎn)生的靶原子核質量數(shù)的依賴性。我們采用HERMES實驗組所謂的強子多重數(shù)比的二維實驗數(shù)據(jù),通過對強子的形成時間與原子核大小的比較,選出了強子在原子核外形成的實驗數(shù)掘。發(fā)現(xiàn)當強子在原子核外產(chǎn)生時,多重數(shù)比的壓低(1-RπA/D)無論從理論上還是實驗上都近似的與A2/3成正比。
　　另外,我們借助于既包括能量損失又包括核吸收的理論模型,計算了領頭階的π介子產(chǎn)生的多重數(shù)比,并且將