【摘要】：在相對論重離子對撞中會產生一種全新的物質形態(tài),即強耦合的夸克膠子等離子體(QGP)。在碰撞早期,入射核與靶核中的兩個部分子之間有一定概率發(fā)生較大動量轉移的非彈性散射,即硬散射。硬散射過程中會有較大的徑向能量轉移至橫向,因此該程產生部分子會擁有很高的橫動量(PT)。這些高PT的部分子會與QGP介質相互作用并且損失能量,這些部分子在強子化后形成的高能粒子束稱為噴注。由于噴注的產生伴隨著大動量轉移,這種硬散射過程可以通過微擾量子色動力學來計算。另外由于噴注產生于碰撞早期,所以它們有足夠時間與介質發(fā)生相互作用。所以人們認為噴注是研究QGP介質的良好探針。實驗上,人們通常分析較高PT粒子的單舉分布產額和相對于較高PT粒子的二粒子方位角關聯(lián)來探究噴注-介質的相互作用。較高PT粒子的單舉產額研究會因存在表面發(fā)射效應帶來偏差,即碎裂成高PT粒子的部分子更可能是從靠近介質表面的區(qū)域發(fā)射出來,這些部分子與介質有著極少的相互作用,致使該觀測量對于介質的核心部分不敏感。但是在二粒子噴注方位角關聯(lián)分析中,考慮到高PT粒子對應的部分子的反彈噴注將會有很大可能經歷最長的相互作用路徑。所以利用二粒子關聯(lián)方法研究背端關聯(lián)將為我們研究介質的性質提供更有價值的信息。在二粒子關聯(lián)分析中,首先會選取一個較高PT的粒子(稱為觸發(fā)粒子),并認為其來自于噴注,用其方向近似代替噴注的軸向。然后選取PT相對觸發(fā)粒子較低的粒子(伴隨粒子),伴隨粒子包含了來源于同一噴注或其反彈噴注中的粒子。在二粒子關聯(lián)分析中,我們需要各向異性流和共振態(tài)衰變的貢獻為噴注關聯(lián)分析中的背景本底,在實際分析中我們需要扣除。二階各向異性流(橢圓流)背景本底通常利用ZYAM(Zero Yield at Minimum)方法扣除,該方法中橢圓流系數(shù)通過獨立的流測量得到,橢圓流絕對幅度通過假設方位角差為1處無噴注關聯(lián)來確定,該方法通常會引入額外的不確定度。另外由于對三角流和其它高階流的貢獻常被忽視,而近端的脊結構和遠端的雙峰關聯(lián)就很有可能源于高階流的貢獻。在本論文中,我們詳細介紹了自己發(fā)展出的二粒子噴注關聯(lián)中扣除集體流背景本底的數(shù)據(jù)驅動方法。該方法主要的特點是不對集體流背景本底在形狀和幅度上作任何估計,所以不會引入額外的不確定度。我們通過對高PT粒子在特定贗快度(η)區(qū)間限定一個較大的反彈pT(Px)來抬高該特定η區(qū)間內的背端噴注總數(shù)。然后我們只選取有著最高|Px|的那部分(10%)事例。我們定義了兩個相對于中心快度區(qū)對稱的η區(qū)間,-0.5η0和0η0.5,我們將靠近Px計算中對應的η區(qū)間的稱為“近區(qū)”;另外一個稱為“遠區(qū)”。然后我們分別計算近區(qū)和遠區(qū)內觸發(fā)粒子與伴隨粒子的二粒子關聯(lián)。由于近區(qū)和遠區(qū)相對于中心快度區(qū)對稱,集體流對于近區(qū)和遠區(qū)的貢獻幾乎相等。通過計算近區(qū)和遠區(qū)二粒子關聯(lián)函數(shù)的差值,集體流本底就會被抵消。但是由于不同的η間隔,背端噴注對于近區(qū)和遠區(qū)的貢獻存在顯著差異,即對近區(qū)的噴注關聯(lián)有著顯著貢獻,但是對于遠區(qū)的噴注關聯(lián)的貢獻微乎其微。所以最后近區(qū)與遠區(qū)的二粒子關聯(lián)的差值只包含背端噴注關聯(lián)貢獻。我們利用只包含集體流成分的Toy模型和只包含噴注貢獻的PYTHIA模型驗證了該數(shù)據(jù)驅動方法的可行性與正確性,結果表明數(shù)據(jù)驅動方法在有效地扣除集體流貢獻的同時,還可以較好地保留背端噴注關聯(lián)形狀。我們將該方法運用在實驗數(shù)據(jù)分析上,我們選用RHIC-STAR在2011年采集200 GeV金核-金核數(shù)據(jù),分析了 20-60%中心度下背端噴注關聯(lián)寬度的事件平面依賴性。事件平面由STAR上的束流計數(shù)探測器(BBC)重建,BBC的η覆蓋范圍與中心快度區(qū)有若干個單位的η間隔,能夠有效地降低觸發(fā)粒子與BBC所重建出的事件平面之間的關聯(lián)。我們采用了“展開”的方法修正了由于事件平面分辨率低下對結果帶來的“涂抹”影響。我們看到了修正后的背端噴注關聯(lián)形狀的高斯寬度呈現(xiàn)出顯著的事件平面關聯(lián)性。我們的實驗分析結果為噴注-介質相互作用提供了證據(jù),同時表明相互作用的程度與噴注-介質相互作用的路徑長度有明顯關聯(lián),即更長的相互作用路徑長度會有更多的相互作用。另外,我們還利用多相輸運模型研究了初始動量各向異性(v2ini1)在末態(tài)中的殘留率,我們發(fā)現(xiàn)末態(tài)部分子和末態(tài)帶電強子相對于參與者平面(Participant Plane,PP)的橢圓流均對v2ini呈現(xiàn)出良好的線性依賴關系。我們用這里線性相關的斜率來表示殘留率,發(fā)現(xiàn)對于末態(tài)部分子和末態(tài)強子的殘留率隨著pT的增大而增大,在pT≈2.5 GeV/c時,二者殘存率都約為100%。另外殘存率隨著碰撞中心度和能量的增大而減小,這意味較強的末態(tài)相互作用會壓低殘存率。最后,我們還研究了相對于隨機平面的初始動量各向異性(v2ini{Rnd}),結果表明v2ini{Rnd}不會殘留到v2{PP}但是會殘留到通過二粒子關聯(lián)方法計算的橢圓流v2{2}。并且末態(tài)帶電強子的v2{2}對vini{Rnd}成二次方依賴關系。
【圖文】：

較小時的ＱＣＤ的拉格朗日量可以通過ｐＱＣＤ近似求解。但是在長距離或者小動逡逑量轉移的情況下，ＰＱＣＤ方法不再適用，則需要利用格點ＱＣＤ邋（Ｌａｔｔｉｃｅ邋ＱＣＤ邋［１０］）逡逑方法求解。

邐邐邐邋＜ｔ邋ｕ逡逑」ｉ邋ｎｅｕｔｒｉｎｏ邐＾邋ｎｅｕｔｒｉｎｏ邐ｎｅｕｔｒｉｎｏ邐｜邐ｎ』０邋＞逡逑圖１．１：標準模型框架下基本粒子表，從左至右的前三列為費米粒子，第四列為規(guī)逡逑范玻色子，第五列為希格斯玻色子［７］。逡逑其中為Ｄｉｒａｃ邋７矩陣，辦為ＱＣＤ耦合常數(shù)。私，ａ對應一個味道為質量為逡逑的夸克的夸克場旋量波函數(shù)。ＦNB為非對易膠子場的場強張量。為膠子場，逡逑其中參數(shù)Ｃ從１到］Ｖｅ２邋—邋１邋（凡為色荷數(shù)目，３）。逡逑在微擾ＱＣＤ邋（ｐｅｒｔｕｒｂａｔｉｖｅ邋ＱＣＤ，以下稱ｐＱＣＤ）框架下，觀測量均根據(jù)重逡逑整化耦合常數(shù)N希ǎ幔矗├幢澩錚卣模眩茫撓行я詈銑Ｊ梢員澩鏤哄義希�，）三＾＾邋ｓw澹希病㈠危ǎ保玻╁義希矗簦翦錶M邋ｌｎ（／４／Ａ《ＣＤ）逡逑其中／／ｒ為重整化標度。當一個過程中的接近動量轉移（Ｑ）的標度時
【學位授予單位】：華中師范大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：O571.6

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本文編號：2625911