ALICE实验5.02TeV铅铅碰撞中带电粒子的V2、V3的电荷不对称系数依赖

摘要

夸克胶子等离子体(Quark-Gluon Plasma，QGP)是理论预言存在于宇宙大爆炸早期高温高密条件下的一种特殊的物质形态。运用大型对撞机来进行高能重离子碰撞实验，并通过特定的探针来研究其性质是当前高能核物理领域的重要研究课题之一。近年来，理论上提出了可能存在于强相互作用下的局域P或CP对称性破缺，继而提出了一系列可能存在于QGP中的手征反常效应，而手征磁波则是其中一种典型的集体激发现象。
　　手征磁波理论预言了椭圆流与电荷不对称系数Ach的线性关系来源于QGP上可能产生的电四极矩，这一理论只对椭圆流v2是成立，对三角流v3并不成立。但是局域电荷守恒条件这一理论条件不仅可以得到椭圆流v2对电荷不对称系数Ach的线性依赖，相同的物理机制还预言了三角流v3对电荷不对称系数Ach的线性依赖。因此，实验上测量三角流v3对电荷不对称系数Ach的依赖是验证局域电荷守恒能否解释实验看到的线性关系的重要方法。
　　本论文的主要工作是分析了LHC-ALICE实验2015年采集到的质心系能量√sNN=5.02 TeV下的铅-铅碰撞中的带电粒子的椭圆流v2和三角流v3的电荷不对称系数的依赖，通过实验对手征磁波理论和局域电荷守恒进行研究探讨。
　　对于椭圆流v2的电荷不对称系数的依赖，我们采用的是分粒子鉴别研究。我们展示了π、K介子的v2、Δv2对Ach的依赖关系，结果显示都呈较明显的线性依赖。我们还比较了RHIC和LHC不同碰撞系统下的万介子和带电强子的斜率随中心度的变化，结果均发现了非零的斜率，而横动量上限对结果没有显著改变。
　　对于三角流v3的电荷不对称系数的依赖，我们展示了带电强子的v3、Δv3对Ach的依赖，在统计误差范围内结果都显示了较为显著的线性关系，这一结果与局域电荷守恒理论所预言的相符合。我们还对v3的斜率随中心度的变化与ALICE发表的v2的结果做了对比，结果显示椭圆流和三角流的斜率均是为正的，而且三角流的量级大约是椭圆流的三分之一，这一结果与局域电荷守恒理论所预言的也是相一致的。因此，我们推测在LHC5.02TeV能区观测到的各向异性流和电荷不对称系数的线性关系很有可能来自于局域电荷守恒这一物理机制。

目录

声明

摘要

第一章 引言

1．1 标准模型和量子色动力学

1．2 相对论重离子碰撞

1．3 CP破缺

1．4 各向异性流

1．5 手征磁波(CMW)理论

第二章 LHC-ALICE实验

2．1 LHC大型强子对撞机

2．2 ALICE探测器

2．3 ALICE实验离线分析框架

第三章 各向异性流的计算方法

3．1 事件平面法

3．2 粒子关联法

第四章 ALICE5．02TeV下Pb-Pb碰撞中v2、v3的电荷不对称系数依赖的研究结果

4．1 碰撞事件和粒子的选取

4．2 Ach的计算和修正

4．3 椭圆流v2的电荷不对称系数的依赖

4．4 三角流v3的电荷不对称系数的依赖

第五章 总结和展望

参考文献

致谢