本文關鍵詞：反質子間相互作用的測量　出處：《中國科學院研究生院(上海應用物理研究所)》2017年博士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：本博士論文從反物質的發(fā)現(xiàn)歷史談起,介紹了目前反物質研究進展,尤其最近的RHIC-STAR實驗組發(fā)現(xiàn)的第一個反超核(反超氚)以及目前為止最重的反物質-反氦4。迄今為止人們已經找到了構成物質的各種基本粒子的反粒子,CPT守恒理論(即“電荷共軛-空間反射-時間反演“對稱不變)認為宇宙形成時產生了等量的正反物質,然而我們所觀測到的宇宙卻幾乎由正物質組成,反物質極其的稀少,那么反物質去哪里了?這種正反物質的不對稱性是目前困擾科學家們的一大謎題。目前為止人們對反物質進行了深入的研究,如精確測量反物質的質量、電荷等信息,研究反氫原子的電荷、光譜等性質。然而在此之前未有實驗對反物質間的相互作用進行測量。位于紐約長島布魯克海文國家實驗(BNL)的相對論重離子對撞機(RHIC),能夠利用兩束接近于光速的金核來模擬宇宙大爆炸初期,其對撞時每核子能量高達100GeV。對撞能夠產生由夸克,膠子組成的等離子新物質形態(tài)(QGP),這種新物質形態(tài)會迅速冷卻,形成各種強子包括大量的質子與反質子,這為我們研究反質子間的相互作用提供了極佳的場所。利用RHIC上的大型探測器STAR,我們可以發(fā)現(xiàn)和鑒別這些反質子,通過反質子-反質子動量關聯(lián)函數(shù)的測量,扣除其他粒子衰變來的次級反質子與其他反粒子關聯(lián)產生的污染,然后結合量子多粒子關聯(lián)理論,定量地提取出描述反質子-反質子間強相互作用的兩個重要基本參數(shù),即散射長度(f_0)和有效力程(d_0)。值得一提的是:這是國際上首次對反物質相互作用的測量。研究表明,在實驗精度內,反物質間的相互作用與正物質并沒有差別。也就是說,反質子-反質子之間的強相互作用存在著吸引,它們可以克服由于同號(負電荷)的反質子-反質子之間的庫倫排斥與反中子結合成反物質原子核。這項研究成為檢測正反物質對稱性的又一種新方式。同時,我們利用AMPT模型對金核-金核不同碰撞能量下的?介子關聯(lián)做了系統(tǒng)的研究,得到了描述發(fā)射源尺寸的參數(shù)R_(long)、R_(out)、R_(side)隨方位角以及橫動量的依賴關系。在實驗研究方面,本文也討論了STAR高階觸發(fā)器的維護和升級工作。為了應對不斷提高的RHIC亮度以及STAR數(shù)據(jù)采集能力的不斷提高,STAR發(fā)展了高階觸發(fā)器技術即HLT(High Level Trigger)。HLT是基于高性能計算機集群的軟件系統(tǒng),能夠實時地進行徑跡和碰撞事例重構。作者自2013年起參加STAR-HLT的維護和升級工作,2013年至2016年完成了HLT在線監(jiān)控網頁的構建和維護工作,并完成了每年的STAR-TPC的空間電荷的修正工作。同時于2016年將STAR最新安裝的重味徑跡探測器HFT(Heavy Flavor Tracker)包括PXL、IST和SSD的offline軟件移植到了HLT的環(huán)境中。2016年,HLT安裝升級了更多高性能計算機,以完成更多STAR的實驗目標。
【學位授予單位】：中國科學院研究生院(上海應用物理研究所)
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：O572.2

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