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1、高能重離子碰撞實(shí)驗(yàn)的目的是在實(shí)驗(yàn)室中產(chǎn)生極高溫度、極高密度和極高壓力的核物質(zhì)并對(duì)其性質(zhì)進(jìn)行系統(tǒng)研究。通過(guò)高能重離子碰撞物理學(xué),人們期望在極端條件下的核物質(zhì)中發(fā)現(xiàn)新的物質(zhì)相-夸克膠子等離子體(QGP)。根據(jù)量子色動(dòng)力學(xué)(QCD)理論,當(dāng)碰撞中出現(xiàn)QGP時(shí),可能會(huì)出現(xiàn)由QGP到強(qiáng)子的一級(jí)相變,而發(fā)生一級(jí)相變的重要標(biāo)志是粒子發(fā)射源中存在QGP顆粒結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步的研究表明,顆粒性結(jié)構(gòu)不僅局限于一級(jí)相變,在高能重離子碰撞的早期系統(tǒng)演化過(guò)程中,大的初
2、始能量密度漲落,表面張力以及縱向膨脹可能導(dǎo)致系統(tǒng)的碎裂,從而形成QGP顆粒源。π干涉學(xué)(Hanbury-Brown-Twiss干涉學(xué))是研究高能重離子碰撞中粒子發(fā)射源時(shí)空結(jié)構(gòu)和動(dòng)力學(xué)的重要工具,利用不同的方法對(duì)顆粒發(fā)射源的π干涉學(xué)作深入分析對(duì)于人們利用干涉學(xué)方法檢測(cè)發(fā)射源的顆粒性結(jié)構(gòu)具有非常重要的意義,這也是本論文的研究目的及意義。
以往對(duì)顆粒源的研究都假設(shè)發(fā)射源為混沌的,不能解釋實(shí)驗(yàn)上測(cè)量到的發(fā)射源為部分相干(部分混沌)的結(jié)
3、果。因此對(duì)顆粒源混沌性的研究是必要的。本文基于完全混沌的顆粒源模型,在假設(shè)由同一顆粒發(fā)射的π介子為相干發(fā)射的條件下,給出了顆粒相干源模型的2π及3π關(guān)聯(lián)函數(shù)。顆粒相干源的2π關(guān)聯(lián)函數(shù)與部分相干高斯源具有相似的形式,很難由關(guān)聯(lián)函數(shù)區(qū)分兩種發(fā)射源。進(jìn)一步對(duì)顆粒相干源及部分相干高斯源的歸一化純3π關(guān)聯(lián)進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)當(dāng)兩種源2π關(guān)聯(lián)的混沌性參量小于0.8時(shí),兩種發(fā)射源的歸一化純3π關(guān)聯(lián)在小動(dòng)量差區(qū)域有明顯差別,這為利用π干涉學(xué)手段分析部分相干源
4、的顆粒性提供了可能的方法。
根據(jù)Brown和Danielewicz提出的“映像法”(imaging technique),人們可以不依賴(lài)于源模型由2π關(guān)聯(lián)函數(shù)直接得到坐標(biāo)空間的兩粒子源函數(shù),所以期望能夠利用映像法來(lái)檢測(cè)發(fā)射源的顆粒性結(jié)構(gòu)。因此,對(duì)顆粒源模型進(jìn)行映像法分析是本論文的中心內(nèi)容。首先,從理論上分析了靜態(tài)顆粒源的兩粒子源函數(shù),發(fā)現(xiàn)其源函數(shù)具有“雙層”結(jié)構(gòu)。然后,對(duì)流體演化顆粒源作映像計(jì)算發(fā)現(xiàn)源函數(shù)的這種雙層結(jié)構(gòu)特征更加
5、明顯。最后,根據(jù)顆粒源及高斯源的源函數(shù)對(duì)AGS(2,4,6,8 A GeV)和RHIC(√sNN=200 GeV)能量下Au+Au碰撞的實(shí)驗(yàn)結(jié)果作了分析和比較,結(jié)果表明,AGS能量下的π介子發(fā)射源沒(méi)有明顯的顆粒結(jié)構(gòu),而RHIC實(shí)驗(yàn)中的40% 6、射源的源函數(shù)。
提出了根據(jù)兩粒子源函數(shù)計(jì)算相對(duì)距離特征量的方法來(lái)描述π介子發(fā)射源時(shí)空結(jié)構(gòu)。由于基于映像計(jì)算,這種方法是不依賴(lài)于源模型的。通過(guò)計(jì)算相對(duì)距離的各階矩,能夠得到有關(guān)源時(shí)空結(jié)構(gòu)的更多信息。根據(jù)對(duì)高斯源的討論,進(jìn)一步引入相對(duì)距離半徑代替?zhèn)鹘y(tǒng)的HBT半徑來(lái)表征π介子發(fā)射區(qū)域的空間尺寸。對(duì)顆粒源及包含長(zhǎng)壽命共振態(tài)衰變的Core-Halo模型計(jì)算并與高斯擬合結(jié)果作比較,結(jié)果表明,與傳統(tǒng)的HBT結(jié)果相比,相對(duì)距離的特征量能在較大
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