【摘要】：人類對于未知事物的好奇心促進(jìn)著科學(xué)的發(fā)展。對于宇宙起源的研究,人類一直處于探索階段。在高能物理實驗中,通過將原子核加速到接近光速,并令其發(fā)生碰撞來研究極端高溫高密條件下的物質(zhì)形態(tài)一一夸克-膠子等離子體(Quark-Gluon Plasma,QGP)。QGP被認(rèn)為是在宇宙大爆炸后極短時間內(nèi)存在的物質(zhì)形態(tài),因此研究QGP對于宇宙演化的研究具有重要的意義。本文則是基于LHC-ALICE實驗質(zhì)子-質(zhì)子碰撞的數(shù)據(jù)展開的研究。ALICE實驗的物理目標(biāo)是研究高能重離子碰撞中強相互作用物質(zhì)以及QGP的性質(zhì)。在高能物理實驗中已經(jīng)測量了許多與QGP有關(guān)的物理量。其中奇異粒子產(chǎn)額的抬高是最早提出的QGP的特征信號之一。因此研究奇異粒子對QGP的理解尤為重要。在ALICE實驗近期的研究中,觀測到了質(zhì)子-質(zhì)子碰撞及質(zhì)子-鉛核碰撞系統(tǒng)中A/Ks0的增強現(xiàn)象,奇異粒子在小系統(tǒng)中的增強效應(yīng),以及在高多重數(shù)質(zhì)子-質(zhì)子碰撞系統(tǒng)和質(zhì)子-鉛核碰撞系統(tǒng)中觀測到了多奇異粒子產(chǎn)額隨多重數(shù)增強的現(xiàn)象。為此,我們期望通過測量13 TeV能量下質(zhì)子-質(zhì)子碰撞系統(tǒng)噴注中∧(∧)、Ks0以及三-((?))的產(chǎn)額,對小系統(tǒng)中類似QGP的信號進(jìn)行啟發(fā)性的研究。本文首先從量子色動力學(xué)(QCD)出發(fā)介紹了研究QGP的重要性,以及QGP物質(zhì)產(chǎn)生的特征信號。并且進(jìn)一步分析了本工作所涉及的奇異粒子及多奇異粒子對QCGP研究的重要性。總結(jié)了近年來在ALICE高能重離子碰撞,以及質(zhì)子-鉛核和質(zhì)子-質(zhì)子碰撞系統(tǒng)下所得的實驗結(jié)果。第二章詳細(xì)介紹了本分析所使用的ALICE實驗的實驗裝置。第三章介紹了所分析的粒子性質(zhì),包括:V0粒子、以及(?)-((?))粒子,并詳細(xì)介紹了分析流程和方法。第四章詳細(xì)描述效率修正及系統(tǒng)誤差的來源。最后一章展示了本分析的初步成果,并對分析工作進(jìn)行了簡短的總結(jié)和未來工作的展望。
【圖文】：

子內(nèi)的狀態(tài)轉(zhuǎn)化形成一種新的物質(zhì)形態(tài)一一ＱＧＰ邋＂’２１。按照格點量子色動力學(xué)（ＬＱＣＤ逡逑）的預(yù)言，當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到臨界溫度Ｉ；？１５４ＭｃＶ時，系統(tǒng)的能量密度發(fā)生一個迅速的提逡逑升邋＇邋如圖１．１，，系統(tǒng)的能量密度在乃附近有抬高，大于Ｔｃ后趨于平坦。圖中箭頭表逡逑示了無相互作用的部分子氣體的極限。逡逑Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐Ｉ逡逑１６．０邋－邐＿＾逡逑ＨＯ邋ｅ／Ｔ＾邐＾ｓｂ＾４逡逑１２．０邋？邐＾￣逡逑８０邐Ｉ逡逑６．０邐Ｕ邐３邋ｆｌａｖｏｕｒ邋邐逡逑ＪＴ邐２＋１邋ｆｌａｖｏｕｒ邋邐逡逑４．０邐Ｕ邐２邋ｆｌａｖｏｕｒ邋邐逡逑２邋0邋ｊ邐－逡逑０．０邐￣￣１邐１邐＇邐１邐１邐１邐逡逑１．０邐１．５邐２．０邐２．５邐３．０邐３．５邐４．０逡逑圖１．１格點ＱＣＤ中能量密度與Ｔ／Ｔｅ的函數(shù)關(guān)系逡逑在宇宙大爆炸初期，宇宙的溫度約為１０２８邋ｃＶ，由宇宙的標(biāo)準(zhǔn)模型可知，當(dāng)時可能逡逑只有輕子和夸克的存在。而此時的夸克處在解禁閉的狀態(tài)，從而形成ＱＧＰ。因此研逡逑究ＱＧＰ不僅對認(rèn)識深層次物質(zhì)結(jié)構(gòu)意義重大，而且對宇宙演化的研究也具有非常重要逡逑

邐２００邐４００邐６００邋８００邋１０００邋１２００邋１４００邋１６００逡逑巳ａｒｙｏｎ邋Ｃｈｅｍｉｃａｌ邋Ｐｏｔｅｎｔｉａ卜邋ＭＢ（ＭｅＶ）逡逑圖１．２邋ＱＣＤ相圖逡逑如圖１．２為ＱＣＤ相圖，它描述了核物質(zhì)的能量與重子化學(xué)勢之間的關(guān)系。在高能逡逑物理實驗中，我們可以通過提高粒子碰撞能量來得到ＱＧＰ。但是因為ＱＧＰ相存在的時逡逑間極短，因此不能對ＱＧＰ進(jìn)行直接觀測。而在碰撞初期產(chǎn)生的ＱＧＰ隨著時間的演化逡逑形成可觀測的末態(tài)粒子。因此可以通過觀測末態(tài)粒子來研究ＱＧＰ的性質(zhì)。其中ＱＧＰ產(chǎn)逡逑生的特征信號包括雙輕子的產(chǎn)生、Ｊ／屯抑制、光子的產(chǎn)生、奇異性產(chǎn)生等。逡逑１．２邋（多）奇異粒子研究的重要性逡逑到現(xiàn)在為止，在高能物理實驗中己經(jīng)測量了許多與ＱＧＰ有關(guān)的物理量。如通過測逡逑量粒子的譜線來探宄ＱＧＰ介質(zhì)的溫度，得到關(guān)于ＱＧＰ集體流的信息以及由ＱＧＰ到強逡逑子相變的凍結(jié)的條件；通過測量集體流可以研究ＱＧＰ強子化模型；通過測量各向異性逡逑流研究ＱＧＰ的一些性質(zhì)（如ＱＧＰ的粘滯系數(shù)）等。而在高能重離子碰撞中奇異粒子產(chǎn)額逡逑的抬高是最早提出的ＱＧＰ的特征信號之一邋＞７１。且多奇異粒子散射截面小，因此期望逡逑多奇異粒子對ＱＧＰ的性質(zhì)更敏感。逡逑如圖１．３，我們可以看到，在高能重離子碰撞實驗中，多奇異粒子的產(chǎn)額會隨著參逡逑與體個數(shù)的增加而增加。并且我們可以看到粒子含有的奇異夸克數(shù)越多
【學(xué)位授予單位】：華中師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：O572.2

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本文編號：2631962