色玻璃凝聚框架下的高能質(zhì)子-原子核碰撞的研究
發(fā)布時(shí)間:2021-06-03 18:42
早在20世紀(jì)90年代,人們就提出了色玻璃凝聚(Color Glass Condendate,CGC)的想法去描述參與碰撞的高能強(qiáng)子中的小動(dòng)量份額膠子的劇增以及最終達(dá)到飽和的現(xiàn)象,那時(shí)歐洲的大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)(Large Hadron Collider,LHC)和布魯克海文(Brookhaven)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的相對(duì)論重離子對(duì)撞機(jī)(Relativistic Heavy Ion Collider,RHIC)還未啟動(dòng)。2012年,人們?cè)诖笮蛷?qiáng)子對(duì)撞機(jī)上的高能重離子碰撞(heavy-ion collisions)實(shí)驗(yàn)中觀察到似乎確有一種含有飽和膠子的新物質(zhì)形態(tài)產(chǎn)生,給出了色玻璃凝聚物質(zhì)形態(tài)存在的切實(shí)信號(hào)。本論文將介紹色玻璃凝聚理論框架下的色多極子(multipole)或多點(diǎn)關(guān)聯(lián)函數(shù)(multipointfunction)在高能質(zhì)子-原子和碰撞中扮演的重要角色,并計(jì)算八極子在大Nc極限下的解析表達(dá)式,并以此總結(jié)出一個(gè)2n極子的普遍解析表達(dá)式。我們以n=3為例演示怎樣由我們總結(jié)的公式得到六極子的表達(dá)式。最后我們還討論一種特殊情況:當(dāng)多極子的坐標(biāo)發(fā)生重合時(shí)多極子的表達(dá)式。然后我們將研究色玻璃凝聚理論框架下高...
【文章來源】:華中師范大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:67 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖1.1隨著強(qiáng)子能量增加,。埃翰糠肿樱ㄌ貏e是膠子)的數(shù)量會(huì)急劇增加,最終達(dá)到飽和狀態(tài)
實(shí)驗(yàn)探測(cè)到的質(zhì)子中的夸克和膠子的數(shù)量將會(huì)快速增加從而形成一個(gè)極端致密的系統(tǒng)。??該系統(tǒng)被極高密度的帶有色荷的部分子(特別是膠子)完全填滿,并最終達(dá)到飽和狀態(tài),??這個(gè)過程的描述如圖1.1。??部分子密度??/???????\迅速增加??低能:?_?iSBft?I高能??圖1.1隨著強(qiáng)子能量增加,。埃翰糠肿樱ㄌ貏e是膠子)的數(shù)量會(huì)急劇增加,最終達(dá)到飽和狀態(tài)。??H1和ZEUS合作組測(cè)量了深度非彈性散射(deep?inelastic?scattering,?D丨S)中質(zhì)子內(nèi)??的價(jià)夸克、?淇撕湍z子分布函數(shù)的值對(duì)比約肯x(Bjorken?:r)(或者中心碰撞能量)和橫??動(dòng)量轉(zhuǎn)移量的平方(Q2)(或者探針的分辨率)的依賴關(guān)系,如圖1.2。從圖中我們可以看??到隨著比約肯:r的減。ɑ蛘咧行呐鲎材芰康脑龃螅z子和?淇说臄(shù)量會(huì)急劇增大,??而價(jià)夸克所占比例則相應(yīng)減少,其中膠子的數(shù)量又占主導(dǎo)。然而膠子數(shù)量不會(huì)無(wú)節(jié)制地??增大而是最終趨于飽和,所以色玻璃凝聚又叫做膠子飽和(gluon?saturatio丨1)或。锢??(small?x?physics)。??我們將在后面的章節(jié)詳細(xì)介紹色玻璃凝聚理論和該理論的相關(guān)應(yīng)用。??本論文的內(nèi)容安排如下:第一章是介紹量子色動(dòng)力學(xué)、高能重離子碰撞和色玻璃凝??聚的引言。第二章介紹色玻璃凝聚的理論基礎(chǔ)。第三
-。組做的氘核-金核對(duì)撞實(shí)驗(yàn)[16,17]則表現(xiàn)出更明顯的信號(hào)。在氘核-金核對(duì)撞實(shí)驗(yàn)中,不??應(yīng)該有夸克膠子等離子體(quark-gluon?plasma,?QGP)產(chǎn)生,然而人們卻觀察到在大快度??區(qū)末態(tài)強(qiáng)子產(chǎn)額有明顯的壓低。這似乎預(yù)示著,氘核并不是跟金核中的質(zhì)子或中子發(fā)生??獨(dú)立的碰撞,而是同時(shí)撞上了一束質(zhì)子;蛘哒f,金核中密集的膠子場(chǎng)就像一團(tuán)粘稠的??糨糊,讓沿著氘核入射方向的粒子很難產(chǎn)生并通過。這是色玻璃凝聚理論給出的一個(gè)很??好的預(yù)測(cè)和解釋[18]。??在2012年,大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)上的CMS?(CompactMuon?Solenoid)組發(fā)現(xiàn)在質(zhì)子-鉛??核對(duì)撞實(shí)驗(yàn)[19]以及他們之后做的一些包括鉛核-鉛核對(duì)撞實(shí)驗(yàn)[20-22]中,一些出射方??向相互關(guān)聯(lián)的粒子對(duì)飛射出來。這些實(shí)驗(yàn)都看到了高能重離子碰撞中涌現(xiàn)出來的末態(tài)粒??子以一種有趣且超出預(yù)期的方式發(fā)生了相互關(guān)聯(lián),并在圖像上表現(xiàn)為一個(gè)小的“隆起”,??因?yàn)榭雌饋硐褚粋(gè)山脊這個(gè)隆起被稱作一個(gè)“脊(ridge)”,如圖2.1?[19]。這種反常的??末態(tài)粒子出射方向上的關(guān)聯(lián)恰恰可能是在粒子相互碰撞的時(shí)候由色玻璃凝聚現(xiàn)象引起??的!凹剐(yīng)(ridge?effect)”的發(fā)現(xiàn)促使我們?nèi)ド钊胨伎荚诟吣苤仉x子碰撞中是怎樣的??初態(tài)物質(zhì)形態(tài)導(dǎo)致了相對(duì)論重離子對(duì)撞機(jī)和大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)上產(chǎn)生的末態(tài)粒子表現(xiàn)出來??的相互關(guān)聯(lián)。??CMS?pPb?\fs^;?=?5.02?TeV,?<?35?⑷?CMS?pPb?\[s^?=?5.02?TeV,?N^ne?>110?(b)??
本文編號(hào):3211041
【文章來源】:華中師范大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:67 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖1.1隨著強(qiáng)子能量增加,。埃翰糠肿樱ㄌ貏e是膠子)的數(shù)量會(huì)急劇增加,最終達(dá)到飽和狀態(tài)
實(shí)驗(yàn)探測(cè)到的質(zhì)子中的夸克和膠子的數(shù)量將會(huì)快速增加從而形成一個(gè)極端致密的系統(tǒng)。??該系統(tǒng)被極高密度的帶有色荷的部分子(特別是膠子)完全填滿,并最終達(dá)到飽和狀態(tài),??這個(gè)過程的描述如圖1.1。??部分子密度??/???????\迅速增加??低能:?_?iSBft?I高能??圖1.1隨著強(qiáng)子能量增加,。埃翰糠肿樱ㄌ貏e是膠子)的數(shù)量會(huì)急劇增加,最終達(dá)到飽和狀態(tài)。??H1和ZEUS合作組測(cè)量了深度非彈性散射(deep?inelastic?scattering,?D丨S)中質(zhì)子內(nèi)??的價(jià)夸克、?淇撕湍z子分布函數(shù)的值對(duì)比約肯x(Bjorken?:r)(或者中心碰撞能量)和橫??動(dòng)量轉(zhuǎn)移量的平方(Q2)(或者探針的分辨率)的依賴關(guān)系,如圖1.2。從圖中我們可以看??到隨著比約肯:r的減。ɑ蛘咧行呐鲎材芰康脑龃螅z子和?淇说臄(shù)量會(huì)急劇增大,??而價(jià)夸克所占比例則相應(yīng)減少,其中膠子的數(shù)量又占主導(dǎo)。然而膠子數(shù)量不會(huì)無(wú)節(jié)制地??增大而是最終趨于飽和,所以色玻璃凝聚又叫做膠子飽和(gluon?saturatio丨1)或。锢??(small?x?physics)。??我們將在后面的章節(jié)詳細(xì)介紹色玻璃凝聚理論和該理論的相關(guān)應(yīng)用。??本論文的內(nèi)容安排如下:第一章是介紹量子色動(dòng)力學(xué)、高能重離子碰撞和色玻璃凝??聚的引言。第二章介紹色玻璃凝聚的理論基礎(chǔ)。第三
-。組做的氘核-金核對(duì)撞實(shí)驗(yàn)[16,17]則表現(xiàn)出更明顯的信號(hào)。在氘核-金核對(duì)撞實(shí)驗(yàn)中,不??應(yīng)該有夸克膠子等離子體(quark-gluon?plasma,?QGP)產(chǎn)生,然而人們卻觀察到在大快度??區(qū)末態(tài)強(qiáng)子產(chǎn)額有明顯的壓低。這似乎預(yù)示著,氘核并不是跟金核中的質(zhì)子或中子發(fā)生??獨(dú)立的碰撞,而是同時(shí)撞上了一束質(zhì)子;蛘哒f,金核中密集的膠子場(chǎng)就像一團(tuán)粘稠的??糨糊,讓沿著氘核入射方向的粒子很難產(chǎn)生并通過。這是色玻璃凝聚理論給出的一個(gè)很??好的預(yù)測(cè)和解釋[18]。??在2012年,大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)上的CMS?(CompactMuon?Solenoid)組發(fā)現(xiàn)在質(zhì)子-鉛??核對(duì)撞實(shí)驗(yàn)[19]以及他們之后做的一些包括鉛核-鉛核對(duì)撞實(shí)驗(yàn)[20-22]中,一些出射方??向相互關(guān)聯(lián)的粒子對(duì)飛射出來。這些實(shí)驗(yàn)都看到了高能重離子碰撞中涌現(xiàn)出來的末態(tài)粒??子以一種有趣且超出預(yù)期的方式發(fā)生了相互關(guān)聯(lián),并在圖像上表現(xiàn)為一個(gè)小的“隆起”,??因?yàn)榭雌饋硐褚粋(gè)山脊這個(gè)隆起被稱作一個(gè)“脊(ridge)”,如圖2.1?[19]。這種反常的??末態(tài)粒子出射方向上的關(guān)聯(lián)恰恰可能是在粒子相互碰撞的時(shí)候由色玻璃凝聚現(xiàn)象引起??的!凹剐(yīng)(ridge?effect)”的發(fā)現(xiàn)促使我們?nèi)ド钊胨伎荚诟吣苤仉x子碰撞中是怎樣的??初態(tài)物質(zhì)形態(tài)導(dǎo)致了相對(duì)論重離子對(duì)撞機(jī)和大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)上產(chǎn)生的末態(tài)粒子表現(xiàn)出來??的相互關(guān)聯(lián)。??CMS?pPb?\fs^;?=?5.02?TeV,?<?35?⑷?CMS?pPb?\[s^?=?5.02?TeV,?N^ne?>110?(b)??
本文編號(hào):3211041
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