LHC/ALICE實(shí)驗(yàn)稀有粲強(qiáng)子測(cè)量的可行性研究
發(fā)布時(shí)間:2021-07-03 20:59
根據(jù)格點(diǎn)量子色動(dòng)力學(xué)(Quantumchromodynamics,QCD)計(jì)算,在超相對(duì)論重離子碰撞中會(huì)產(chǎn)生解色禁閉的新物質(zhì)形態(tài)夸克和膠子(夸克-膠子等離子體,QGP)!盗兄仉x子加速器SPS,RHIC和LHC上進(jìn)行的多次測(cè)量也發(fā)現(xiàn),在超相對(duì)論重離子碰撞中確實(shí)產(chǎn)生了QGP物質(zhì)。對(duì)于當(dāng)前的研究而言,所面臨的問題不再是證明QGP的存在,而是對(duì)其特性進(jìn)行系統(tǒng)而深入的研究。重味物理的研究能夠幫助我們了解QGP的性質(zhì)以及重味夸克在產(chǎn)生的介質(zhì)中所經(jīng)歷的過程。重味夸克(粲夸克和底夸克)產(chǎn)生于高能重離子碰撞初期的初態(tài)硬部分子散射過程,其形成時(shí)間早于QGP的形成時(shí)間,并且由于他們質(zhì)量很大,穿越QGP時(shí)產(chǎn)生和湮滅的速率很低。因此,重味夸克可以作為探針,穿過熱密介質(zhì)與QGP的部分子相互作用而損失能量。在LHC上鉛-鉛碰撞中,對(duì)開粲/底強(qiáng)子產(chǎn)額的測(cè)量能夠幫助了解重夸克在介質(zhì)中的輸運(yùn)和能損機(jī)制。在質(zhì)子-質(zhì)子碰撞中,對(duì)重夸克末態(tài)產(chǎn)物的測(cè)量可以用于檢測(cè)微擾量子色動(dòng)力學(xué)(pQCD)計(jì)算,在質(zhì)子-鉛核碰撞中,重味強(qiáng)子的產(chǎn)額與冷核效應(yīng)(Cold Nuclear Matter effects,or CNM)有關(guān),冷核效應(yīng)...
【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
【文章頁數(shù)】:60 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.2:?QCD物質(zhì)隨溫度和凈重子數(shù)密度變化的相圖
Nwcle,?Net?Barvon?Density??圖1.2:?QCD物質(zhì)隨溫度和凈重子數(shù)密度變化的相圖。強(qiáng)子物質(zhì)在足夠高的溫度和??凈重子數(shù)密度下轉(zhuǎn)變成QGP相。給出了宇宙早期的演化過程,以及RH1C和LHC??上可以達(dá)到的條件[5]。??1.2重離子碰撞??1.2.1?QGP的演化??QGP形成之后將會(huì)迅速膨脹,其膨脹過程可以由流體力學(xué)模型描述,即局域??壓力梯度導(dǎo)致系統(tǒng)膨脹。實(shí)驗(yàn)上也觀測(cè)到QGP確實(shí)像理想流體一樣,其剪切粘滯??系數(shù)7遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于熵密度^膨脹過程是可逆的,粒子之間有很強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性,形成??QGP中的集體流效應(yīng)。等離子體的快速膨脹導(dǎo)致溫度急速下降,低于維持QGP相??的臨界溫度,導(dǎo)致夸克和膠子發(fā)生強(qiáng)子化。??在高能重離子碰撞中產(chǎn)生的等離子體的演化可以分成幾個(gè)階段[7],如圖1.3所??不。???在碰撞的第一階段
?「T?'??圖1.4:?PP和p^Pb碰撞中得到的7^/Z)d隨pr的分布,以及與各個(gè)模型進(jìn)行對(duì)比。??圖1.4給出的是ALICE?pp碰撞W?=?7TeV和pPb碰撞#?=?5.02TeV能量??下測(cè)得的Ac與直接衰變的D15的產(chǎn)生截面的比值隨;tt的分布在全橫動(dòng)量區(qū)??間范圍內(nèi)這兩個(gè)能量得到的分布在誤差范圍內(nèi)是一致的。同時(shí),與輕味比值??隨橫動(dòng)量演化的趨勢(shì)也一致[16]:當(dāng)打>4GeV斤時(shí),比值呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)。與更??低質(zhì)心系碰撞能量的對(duì)撞測(cè)量得到的結(jié)果相比,ALICE測(cè)得的比值要更高。??但是前面提到在e+f中由于色重聯(lián)以及多重部分子相互作用減小,e+F對(duì)撞測(cè)??得的比值應(yīng)該更高。ALICE測(cè)得的A^/Z^雖然具有可比性,但是還是比相同碰撞??能量下可比的橫動(dòng)量區(qū)間內(nèi)LHCb在向前快度區(qū)(2?<?;7?<?5)測(cè)得的結(jié)果更大。??圖1.4中還將PP碰撞給出的測(cè)量與幾個(gè)不同的蒙特卡洛產(chǎn)生器給出的結(jié)果進(jìn)??行了對(duì)比,這幾個(gè)不同的蒙特卡洛產(chǎn)生器考慮了不同的強(qiáng)子化機(jī)制,但其粲夸克碎??裂成強(qiáng)子的碎裂比值都是基于£+廣對(duì)撞數(shù)據(jù)。所有的事件產(chǎn)生器中,考慮色重聯(lián)??機(jī)制的PYTHIA8給出的值與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)符合的更好
本文編號(hào):3263341
【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
【文章頁數(shù)】:60 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.2:?QCD物質(zhì)隨溫度和凈重子數(shù)密度變化的相圖
Nwcle,?Net?Barvon?Density??圖1.2:?QCD物質(zhì)隨溫度和凈重子數(shù)密度變化的相圖。強(qiáng)子物質(zhì)在足夠高的溫度和??凈重子數(shù)密度下轉(zhuǎn)變成QGP相。給出了宇宙早期的演化過程,以及RH1C和LHC??上可以達(dá)到的條件[5]。??1.2重離子碰撞??1.2.1?QGP的演化??QGP形成之后將會(huì)迅速膨脹,其膨脹過程可以由流體力學(xué)模型描述,即局域??壓力梯度導(dǎo)致系統(tǒng)膨脹。實(shí)驗(yàn)上也觀測(cè)到QGP確實(shí)像理想流體一樣,其剪切粘滯??系數(shù)7遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于熵密度^膨脹過程是可逆的,粒子之間有很強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性,形成??QGP中的集體流效應(yīng)。等離子體的快速膨脹導(dǎo)致溫度急速下降,低于維持QGP相??的臨界溫度,導(dǎo)致夸克和膠子發(fā)生強(qiáng)子化。??在高能重離子碰撞中產(chǎn)生的等離子體的演化可以分成幾個(gè)階段[7],如圖1.3所??不。???在碰撞的第一階段
?「T?'??圖1.4:?PP和p^Pb碰撞中得到的7^/Z)d隨pr的分布,以及與各個(gè)模型進(jìn)行對(duì)比。??圖1.4給出的是ALICE?pp碰撞W?=?7TeV和pPb碰撞#?=?5.02TeV能量??下測(cè)得的Ac與直接衰變的D15的產(chǎn)生截面的比值隨;tt的分布在全橫動(dòng)量區(qū)??間范圍內(nèi)這兩個(gè)能量得到的分布在誤差范圍內(nèi)是一致的。同時(shí),與輕味比值??隨橫動(dòng)量演化的趨勢(shì)也一致[16]:當(dāng)打>4GeV斤時(shí),比值呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)。與更??低質(zhì)心系碰撞能量的對(duì)撞測(cè)量得到的結(jié)果相比,ALICE測(cè)得的比值要更高。??但是前面提到在e+f中由于色重聯(lián)以及多重部分子相互作用減小,e+F對(duì)撞測(cè)??得的比值應(yīng)該更高。ALICE測(cè)得的A^/Z^雖然具有可比性,但是還是比相同碰撞??能量下可比的橫動(dòng)量區(qū)間內(nèi)LHCb在向前快度區(qū)(2?<?;7?<?5)測(cè)得的結(jié)果更大。??圖1.4中還將PP碰撞給出的測(cè)量與幾個(gè)不同的蒙特卡洛產(chǎn)生器給出的結(jié)果進(jìn)??行了對(duì)比,這幾個(gè)不同的蒙特卡洛產(chǎn)生器考慮了不同的強(qiáng)子化機(jī)制,但其粲夸克碎??裂成強(qiáng)子的碎裂比值都是基于£+廣對(duì)撞數(shù)據(jù)。所有的事件產(chǎn)生器中,考慮色重聯(lián)??機(jī)制的PYTHIA8給出的值與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)符合的更好
本文編號(hào):3263341
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