高能重離子碰撞中整體噴注的次領(lǐng)頭階產(chǎn)額.pdf

1、現(xiàn)代物理認(rèn)為,物質(zhì)的基本成分是夸克和膠子,他們之間以強(qiáng)相互作用的形式組成了強(qiáng)子。量子色動力學(xué)表明,強(qiáng)相互作用具有漸進(jìn)自由和夸克禁閉的特性。漸進(jìn)自由指的是大橫動量轉(zhuǎn)移下,夸克和膠子間強(qiáng)耦合強(qiáng)度很弱,這使得我們可以對相關(guān)物理量做微擾展開計(jì)算?？淇私]暗示了自然界中無法存在自由的夸克和膠子。物理學(xué)家們提出通過極端高能重離子碰撞手段,碰撞中心沉積能量密度極高的巨大能量,從而激發(fā)出退禁閉的夸克膠子等離子體——Quark-Gluon-Plasma(

2、QGP)。由于QGP物質(zhì)只存在于重離子發(fā)生碰撞后的很短時(shí)期內(nèi),如何根據(jù)末態(tài)碎裂的強(qiáng)子信息來判斷QCP物質(zhì)的產(chǎn)生和性質(zhì),是高能物理中很重要的一個(gè)課題。美國布魯克海汶國家實(shí)驗(yàn)室(BNL)的相對論重離子對撞機(jī)(RHIC),自2000年運(yùn)行以來,進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn),尤其是所進(jìn)行的質(zhì)心系能量為√s=200 GeV的Au+Au碰撞實(shí)驗(yàn),已經(jīng)有數(shù)據(jù)結(jié)果表明找到了QGP物質(zhì)。歐洲核子中心(CERN)的大型強(qiáng)子對撞機(jī)(LHC)的運(yùn)行,為我們探索QGP物質(zhì)的

3、性質(zhì)以及基本物理,提供了更好的平臺。
　　 重離子碰撞初期會產(chǎn)生高能部分子,這些高能部分子噴注在穿越QGP介質(zhì)時(shí),與介質(zhì)中的靶粒子發(fā)生多重散射并韌致輻射出膠子,損失掉部分能量,這種現(xiàn)象即噴注淬火。噴注淬火是重離子碰撞中用來探測夸克膠子等離子體的強(qiáng)有力探針,它不僅會導(dǎo)致末態(tài)領(lǐng)頭粒子產(chǎn)額明顯壓低,還會影響整體噴注末態(tài)產(chǎn)額。整體噴注指的是末態(tài)能量很高,出射在一個(gè)方向的粒子束。整體噴注物理作為研究QCD物質(zhì)性質(zhì)的新方向,已經(jīng)受到了實(shí)驗(yàn)學(xué)

4、家和理論學(xué)家們的廣泛關(guān)注,它能更精細(xì)的反映噴注的內(nèi)在物理,更好的檢驗(yàn)量子色動力學(xué)理論預(yù)言以及標(biāo)準(zhǔn)模型外的新物理。
　　 本文在微擾QCD的理論框架下,研究了重離子碰撞中單整體噴注和雙整體噴注的次領(lǐng)頭階產(chǎn)額。我們從強(qiáng)子-強(qiáng)子碰撞中次領(lǐng)頭階的整體噴注產(chǎn)額出發(fā),將其作為輸入,聯(lián)合核物質(zhì)效應(yīng)得到核碰撞中整體噴注產(chǎn)額,我們不僅研究了初態(tài)冷核物質(zhì)(CNM)效應(yīng)影響下整體噴注產(chǎn)額,還研究了末態(tài)熱核物質(zhì)效應(yīng)影響下整體噴注產(chǎn)額。
　　 我

5、們利用不同的核中部分子分布函數(shù)(nPDFs)參數(shù)化形式,計(jì)算了冷核物質(zhì)效應(yīng)對單整體噴注橫能譜,雙整體噴注角分布,雙整體噴注不變質(zhì)量譜,雙整體噴注橫能譜,雙整體噴注橫能不對稱度分布的修正。結(jié)果發(fā)現(xiàn)雙整體噴注的角分布和橫能不對稱度分布對冷核物質(zhì)效應(yīng)不敏感,因此這兩個(gè)物理量可以作為用來探測末態(tài)熱核物質(zhì)效應(yīng)的杰出候選者。另一方面,由于冷核物質(zhì)效應(yīng)的影響,單整體噴注橫能譜,雙整體噴注不變質(zhì)量譜和雙整體噴注橫能譜在廣泛區(qū)域內(nèi)被提高,這一特征和末態(tài)部

6、分子能量損失影響下的壓低現(xiàn)象相反。同時(shí),這三個(gè)物理量在不同的nPDFs設(shè)定下,核修正彼此之間有偏差。
　　 熱核物質(zhì)效應(yīng)采用GLV噴注淬火理論機(jī)制來描述,噴注在穿越QHP物質(zhì)時(shí),受介質(zhì)誘導(dǎo)輻射膠子,與傳統(tǒng)的單粒子噴注不同的是,整體噴注所輻射的膠子會有一部分?jǐn)y帶著能量又落入噴注錐角中。噴注與介質(zhì)問的非彈性相互作用使得末態(tài)噴注產(chǎn)額向小能量區(qū)域偏移,造成介質(zhì)修正后整體噴注末態(tài)的一些有趣現(xiàn)象。我們重點(diǎn)研究了單整體噴注和雙整體噴注散射截面