美國(guó)布魯克海文國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的相對(duì)論重離子對(duì)撞機(jī)（RHIC）和歐洲核子中心的大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)（LHC）,近二十年先后開展了一系列的高能重離子碰撞實(shí)驗(yàn)。大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和理論分析表明,這些高能重離子碰撞實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生了一種高溫高密的新物質(zhì)形態(tài)-夸克膠子等離子體（QGP）。碰撞初始階段產(chǎn)生的大橫動(dòng)量部分子噴注穿過(guò)高溫高密的QGP介質(zhì)時(shí),會(huì)遭遇介質(zhì)部分子多重散射誘發(fā)輻射膠子而損失能量,這種現(xiàn)象稱為噴注淬火效應(yīng)。通過(guò)噴注淬火對(duì)QGP高溫高密性質(zhì)作精確的層析研究,需要準(zhǔn)確理解和計(jì)算初態(tài)部分子噴注的產(chǎn)生。部分子噴注或整體噴注定義為在快度-方位角空間內(nèi)一束集中在一定錐角范圍內(nèi)的部分子的集合。理論上計(jì)算初態(tài)部分子噴注的產(chǎn)生,可以通過(guò)末態(tài)強(qiáng)子的信息基于一定的算法重構(gòu)間接得到,例如AMPT等唯像模型,也可以通過(guò)微擾量子色動(dòng)力學(xué)（pQCD）的解析計(jì)算基于一定的算法得到。高能核子-核子碰撞的部分子硬散射過(guò)程（HS:Hard Scattering）會(huì)產(chǎn)生大量的高能部分子。領(lǐng)頭階pQCD的2→2過(guò)程給出兩個(gè)部分子,分別單獨(dú)構(gòu)成兩個(gè)噴注。次領(lǐng)頭階pQCD的2→3過(guò)程給出三個(gè)部分子,要么分別單獨(dú)構(gòu)成三個(gè)噴注,要么其中兩個(gè)部分子基于... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

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圖１．１：相對(duì)論重離子碰撞的演化過(guò)程??

碩士學(xué)位論文??卜廳Ｒ，Ｓ麗Ｉｓ???第一章引言??１．１相對(duì)論重離子碰撞??理論預(yù)言了，在極端高溫髙密狀態(tài)下，強(qiáng)子中的夸克會(huì)解除緊閉，產(chǎn)生一種新??的物質(zhì)形態(tài)ＱＧＰ（Ｑｕａｒｋ?Ｇｌｕｏｎ?Ｐｈａｓｍａ）［ｌ－４］。研宄ＱＧＰ的性質(zhì)對(duì)于宇宙的初始狀??態(tài)，粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型都具有重要意義。??ｑｑｐ?ａｎｄ?ｈ＾ｌｒｏｔｉｉｃ?ｉ＾ｉａｓｅ??ｉｎｉｔｉａｌ?ｓｔａｔｅ?ｈｙｄｒ＾？ｍｉｃ?ｅｘｐａｎｓｉｏｎ＾??Ｍ?？?ｒ?．．??ｐｒｅ－？｜ｕＨｉｂｒ！ｕｍ?＾％ｃｔｒｏ＾＾ｏｎ?＊＊??圖１．１：相對(duì)論重離子碰撞的演化過(guò)程??通過(guò)相對(duì)論重離子碰撞，可以將粒子的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能，創(chuàng)造出足夠大的能量??和足夠高的溫度來(lái)產(chǎn)生ＱＧＰ物質(zhì)來(lái)研宄其性質(zhì)。如圖１．１所示，我們可以看到ＱＧＰ在??重離子碰撞中產(chǎn)生和演化的過(guò)程。在實(shí)驗(yàn)中，兩個(gè)原子核被加速到接近光速，具有??極高的能量。這對(duì)被加速到接近光速的原子核在其運(yùn)動(dòng)方向上由于洛倫茲收縮效應(yīng)??會(huì)被壓縮成沒(méi)有厚度的圓盤。在碰撞的瞬間，能量會(huì)沉積在其重疊區(qū)域，這樣會(huì)使??得碰撞中心的能量密度非常高，從而使被禁閉在核子內(nèi)部的夸克和膠子得以解除禁??閉釋放出來(lái)，進(jìn)入漸近自由的狀態(tài)。這些夸克和膠子在高溫高密的系統(tǒng)中發(fā)生強(qiáng)烈??—ｒ??圖１．２：相對(duì)論重離子碰撞的時(shí)空演化示意圖??—１—??

間的相互作用會(huì)停止。最終系統(tǒng)溫度演化到動(dòng)力學(xué)冷卻??溫度。時(shí)，這些末態(tài)強(qiáng)子被探測(cè)器所探測(cè)到。??研宄部分子在穿越ＱＧＰ介質(zhì)時(shí)的能量損失，是得到ＱＧＰ熱力學(xué)性質(zhì)以及輸運(yùn)??性質(zhì)的重要手段。這個(gè)能量損失的過(guò)程也被稱為噴注淬火（Ｊｅｔ?ｑｕｅｎｃｈｉｎｇ）。就目前??來(lái)說(shuō)，很多實(shí)驗(yàn)結(jié)果都證明了存在噴注淬火效應(yīng)，其中一個(gè)就是來(lái)自ＲＨＩＣ?（Ｒｅｌａ？??ｔｉｖｉｓｔｉｃ?Ｈｅａｖｙ?Ｉｏｎ?Ｃｏｌｌｉｄｅｒ）?的實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)中，?ＡｕＡｕ?碰撞中大橫動(dòng)量強(qiáng)子產(chǎn)額相對(duì)??于ｐｐ碰撞的壓低問(wèn)。如圖１．３所示。在圖１．３的左側(cè)是核子－核子碰撞過(guò)程，圖中硬散??射過(guò)程產(chǎn)生了一對(duì)背靠背的大橫動(dòng)量部分子，隨后這對(duì)部分子碎裂成末態(tài)強(qiáng)子。在??圖１．３的右側(cè)是核－核碰撞過(guò)程，由于ＱＧＰ介質(zhì)的存在使部分子與介質(zhì)發(fā)生相互作用??從而損失能量，導(dǎo)致了末態(tài)強(qiáng)子產(chǎn)額的壓低。??７＊?／?Ｌｅａｄｉｎｇ??Ｐａｒｔｉｃｌｅ??，哪產(chǎn)?ｈａｄｒｏｎ＾?ｓｕｐｐｒｅｓｓｅｄ??一／ｓｓ??ｆ?ｌｅａｄｉｎｇ??＊?ｐａｒｔｉｃｌｅ??Ｎ－Ｎ?ｓｕｐｐｒｅｓｓｅｄ??ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ?Ａ－Ａ?ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ??圖１．３：大橫動(dòng)量強(qiáng)子譜壓低??１．２噴注??噴注是從一個(gè)能量非常高的夸克或者膠子碎裂而來(lái)的一束強(qiáng)子。由于夸克禁??閉，在高能重離子碰撞中產(chǎn)生的部分子，也就是夸克和膠子，最后會(huì)碎裂成強(qiáng)子，??實(shí)驗(yàn)儀器不能直接探測(cè)到部分子，只能探測(cè)到末態(tài)的強(qiáng)子。要想得到部分子的信??息，只有通過(guò)對(duì)這些末態(tài)強(qiáng)子重構(gòu)噴注來(lái)間接得到。因此，噴注作為聯(lián)系末態(tài)可觀??測(cè)量和微擾可計(jì)算的部分子之間的橋梁，一直以來(lái)都是高能物理研宄的熱點(diǎn)。??—２—??


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