朗道流體模型在相對(duì)論重離子碰撞中的應(yīng)用.pdf

1、相對(duì)論重離子碰撞是上個(gè)世紀(jì)八十年代興起的物理學(xué)前沿課題，是粒子物理和核物理的之間的交叉學(xué)科。它主要是研究在高溫，高能量密度這樣的極端條件下的核碰撞產(chǎn)生的粒子的行為，以及核子集體作用的行為。探究由QGP（夸克膠子等離子體）物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)閺?qiáng)子物質(zhì)的相變情況。由于夸克的禁閉作用，實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的QGp僅存在非常短的時(shí)間，所以直接測(cè)量粒子的行為是非常困難的。因此，必須采用一些模型來(lái)解決上述困難。流體力學(xué)模型因此在本領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用，用于描述碰撞系統(tǒng)的時(shí)

2、空演化并抽出熱密物質(zhì)的特性。
　　流體力學(xué)模型在高能碰撞中的應(yīng)用最早由Landau在1951年提出，發(fā)展到今天，已經(jīng)出現(xiàn)了3+1維的粘滯性流體，并且開(kāi)始考慮逐事件的起伏帶來(lái)的影響。在這里我們主要采用朗道流體模型，它是1+1維的，事件平均的流體。而且最初的考慮也僅僅針對(duì)于對(duì)心的碰撞。因此它有較大的局限性，不便分析非對(duì)心碰撞中的橢圓流，也不期望它可以圓滿的解釋對(duì)心碰撞的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。相反，我們的策略是，根據(jù)最新的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和這個(gè)理論模型計(jì)算

3、結(jié)果的差距，來(lái)考察這個(gè)模型中所缺少的橫向膨脹可以帶來(lái)的效果。另外，我們采用了不同的狀態(tài)方程(EquationofState)以及冷凍出粒子的條件(Freeze-OutCondition)進(jìn)行了對(duì)比計(jì)算，考察狀態(tài)方程和冷凍條件對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響。雖然1+1維的Landau流體有很多的局限性，但是它計(jì)算流程完整而且簡(jiǎn)潔，可以比較直觀的考察上述因素的物理效應(yīng)，得出可靠而有用的物理結(jié)論。
　　本文首先介紹了朗道流體模型，如朗道流體模型所選取

4、的狀態(tài)方程、冷凝(FO)條件、核碰撞能量、初始能量密度等。然后回顧了朗道流體模型的縱向膨脹、橫向膨脹和最后的錐形運(yùn)動(dòng)的計(jì)算方法。在這樣的框架下，我們得到了計(jì)算粒子數(shù)分布的基本規(guī)律，從中我們體會(huì)到了利用朗道流體模型解決核碰撞的簡(jiǎn)便之處。
　　接著我們繪制了在√SNN=200Gev，的中心金金碰撞產(chǎn)生的粒子的快度分布譜線，因?yàn)榕鲎埠螽a(chǎn)生的絕大多數(shù)粒子是pions，因此我們用pions來(lái)模擬所有粒子的快度分布譜線。包括考慮溫度的快度分布

5、譜線和沒(méi)有考慮溫度影響的快度分布譜線，以及橫質(zhì)量分布譜線。然后與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比分析，我們從圖中看到要想與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)很好的吻合，在計(jì)算得到的粒子數(shù)分布公式前面需要乘以一個(gè)常數(shù)因子，而這個(gè)常數(shù)因子，我們猜想是由于選取朗道流體模型，在考慮縱向膨脹的時(shí)候忽略了橫向膨脹所引起的。
　　為了驗(yàn)證我們的猜想，我們接著選取不同的FO條件，由原來(lái)的τFO=2a到ε=εFO，繪制圖像，從圖中我們得到了相變的溫度很高，而要想從QGP變?yōu)閺?qiáng)子，溫度不應(yīng)該很高

6、。于是我們選取了不同的狀態(tài)方程，使相變的溫度降低，從而繪制圖像分析，從圖中我們看到了，雖然換取了LQCD狀態(tài)方程能使得相轉(zhuǎn)變溫度降低，但是與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)仍然有差距。在此，為了更精確的描述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，我們還研究了隨著出射粒子的質(zhì)量的增加，這些粒子的分布譜線。都得到同樣的結(jié)果。因此，我們肯定，這些差距正是由于朗道流體模型沒(méi)有考慮橫向膨脹的原因引起的。
　　最后，我們得到了如果想要更精確的描述高能核碰撞，就必須考慮出射粒子的橫向膨脹。特別是，