【摘要】：量子色動力學(Quantum Chromodynamics,QCD)預言相對論核-核碰撞中心區(qū)域產(chǎn)生的高溫高密條件會導致強子物質發(fā)生相變,形成夸克膠子等離子體(quark gluon plasma,QGP)。研究QGP的形成和演化是當前高能核物理領域的一個熱門課題。為了研究QGP,科學家們基于不同的原理建立了許多模型,如微擾QCD模型和色玻璃凝聚(color glass condensate,CGC)模型。這些模型在一定的誤差范圍內都能較好地描述實驗數(shù)據(jù),以至于目前科學家們對QGP的形成和演化機制仍然不是很清楚。為了更深入地認識QGP,本論文利用微擾QCD因子化模型、非相對論量子色動力學因子化模型(non-relativistic quantum chromodynamics,NRQCD)和CGC模型研究了強子的光子誘導產(chǎn)生。本論文首先基于微擾QCD因子化模型,計算了大橫動量強子的光子誘導產(chǎn)生截面。按照微擾QCD因子化模型,強子的產(chǎn)生截面可以因子化為三個部分,即部分子分布函數(shù),部分子散射截面和強子的碎裂函數(shù)。對于部分子分布函數(shù),在以往的計算中通常只考慮初始部分子而忽略了光子的影響,本論文將加入光子的貢獻,計算強子的光子誘導產(chǎn)生。光子的誘導產(chǎn)生過程包括半硬直接光子過程、半硬分解光子過程、深度非彈性直接光子過程和深度非彈性分解光子過程。這四種光子誘導過程的數(shù)值計算結果表明:(1)在相對論重離子碰撞中光子誘導過程的貢獻對強子的產(chǎn)生是一個重要的修正;(2)雖然在強子的產(chǎn)生中初始部分子的硬散射過程占主導地位,但是光子誘導過程的總貢獻超過10%,因此不能忽略該部分的影響。在考慮光子誘導貢獻后,微擾QCD因子化模型能很好的描述大橫動量的K_s~0、Λ、K、π產(chǎn)生,此外光子誘導的貢獻使得奇異性增強更加明顯。其次,基于NRQCD因子化模型,我們計算了大型強子對撞機(Large Hadron Collider,LHC)能區(qū)的重夸克偶素產(chǎn)生。計算中我們考慮光子誘導過程和碎裂過程對粲夸克偶數(shù)(J/ψ、ψ(2S)、χ_(cJ)、η_c、h_c)和底夸克偶數(shù)(Υ(nS)、χ_(bJ)、η_b、h_b)產(chǎn)生的貢獻。數(shù)值計算結果表明:(1)在高能情況下,由于膠子密度高,碎裂過程和直接過程一樣重要;(2)在LHC能區(qū)質子-質子碰撞和鉛-鉛碰撞中光子誘導過程和碎裂過程都起非常重要的作用,因此不能忽略光誘導的貢獻。最后,基于CGC模型,我們計算了矢量介子的光子誘導產(chǎn)生截面。在CGC模型下,矢量介子產(chǎn)生過程可看作是光子漲落成正反夸克對(偶極子),然后該偶極子與另一個核(核子)通過交換膠子發(fā)生相互作用,最終正反夸克對結合成矢量介子。為了準確描述矢量介子產(chǎn)生過程,我們在原有CGC矢量介子產(chǎn)生模型中引進了一個矢量介子質量依賴的偏度修正因子,該因子有效的彌補了產(chǎn)生截面對矢量介子種類的依賴關系。利用此偏度修正因子,我們計算了LHC能區(qū)的矢量介子產(chǎn)生,計算結果顯示我們改進了的模型能很好的描述極端邊緣高能質子-質子碰撞的J/ψ和ψ(2S)實驗數(shù)據(jù),也表明質量修正的偏度因子在領頭階矢量產(chǎn)生過程中起重要的作用。此外,為了提高模型的精度,我們還推廣了領頭階CGC矢量介子產(chǎn)生模型到次領頭水平。我們首先通過數(shù)值方法求解rcBK方程,獲取色偶極子截面的數(shù)值表示,然后把該截面引入到CGC矢量介子產(chǎn)生模型中,以提高模型的精度。理論模型與實驗數(shù)據(jù)對比發(fā)現(xiàn),由次領頭階模型計算獲得的χ~2/d.o.f小于領頭階模型的情況,由此表明次領頭階效應在描述矢量介子產(chǎn)生中具有不可忽略的作用。
【學位授予單位】：云南大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：O572.2

【參考文獻】

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1 馮宇;龔斌;萬露萍;王建雄;;An updated study of Υ production and polarization at the Tevatron and LHC[J];Chinese Physics C;2015年12期

2 蔡燕兵;楊海濤;李云德;;Production of High-p_T Kaon and Pion in PP and Au-Au Collisions by Resolved Photoproduction Processes[J];Chinese Physics Letters;2015年08期

3 蔡燕兵;余功明;李云德;;pp和PbPb碰撞中大橫動量K和π的光生過程(英文)[J];原子核物理評論;2014年01期

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1 謝亞平;色偶極子模型下矢量介子產(chǎn)生的研究[D];蘭州大學;2017年

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本文編號：2693101