UrQMD模型Au+Au碰撞中逐事件净奇异数分布累积矩的研究

摘要

宇宙大爆炸初期存在一种新的物质形态—夸克胶子等离子体，高能重离子碰撞的初期以及致密星的核心也可能存在这种物质。这种新的物质形态不同于气态、液态或固态中的任意一种状态，是由自由的夸克和胶子组成的，研究这种物质可以加深我们对质量和禁闭的起源以及早期宇宙的认识，因此从夸克胶子等离子体到强子物质之间的相变过程成了高能物理领域的研究热点。
　　格点量子色动力学(LQCD)理论研究表明，在重子化学势μB=0的区域强子相与夸克胶子相之间是平滑过渡的;而在高重子化学势区域这个相变属于一阶相变;一阶相变边界到平滑过渡的区域有一个终止点，这个终止点被称为临界点。目前研究QCD相结构和寻找临界点是高能重离子碰撞实验的主要目的之一。
　　研究表明关联常数在临界点附近发散，由于守恒荷的高阶矩对关联常数很敏感，在临界点附近守恒荷的高阶矩会表现出非单调行为并伴随符号的变化。因此重离子碰撞中守恒荷（奇异数、电荷数和重子数）的涨落是研究QCD相变和临界点的敏感观测量。由于探测器设备及其它实验条件的局限性，在STAR的实验数据分析中，净奇异数的涨落一般用净K介子数的涨落来代替。然而净K介子不是守恒量，要研究净奇异数的涨落还应当在K介子的基础之上加入一些奇异介子和奇异重子。一些奇异重子在实验中无法及时被探测器探测并记录，为了更好的理解实验结果，我们选用模型研究净奇异数的涨落并以此作为参考。
　　UrQMD模型是一种基于强子协变传播的微观输运模型，融合了蒙特卡洛模拟的方法，可以有效的描述强子与强子之间的散射和系统的演化。本文利用UrQMD模型模拟产生的√SNN=7.7、11.5、19.6、27、39、62.4和200 GeV等七个能量下金金碰撞的实验数据系统研究了逐事件净奇异数分布的涨落，其中包括不同奇异粒子组合下得到的净奇异数的累积矩和矩的比值与碰撞中心度、快度和碰撞能量的变化关系。
　　结果显示，不同奇异粒子组合下净奇异数的各阶矩的计算结果呈现出不同的中心度依赖和能量依赖行为。通过与净K介子的结果进行对比，我们发现奇异重子对净奇异数的涨落有很大的贡献。虽然UQMD模型中不包含QCD临界点相关的物理，但是此计算结果能够为重离子碰撞实验上利用净奇异数的涨落研究QCD相变和临界点提供一些参考。

目录

声明

摘要

第一章 引言

1．1 量子色动力学简介

1．1．1 渐进自由和色禁闭

1．1．2 寻找夸克胶子等离子体

1．1．3 QCD相变和临界点

1．2 相对论重离子碰撞

1．2．1 加速器简介

1．2．2 系统的时空演化

1．3 相变临界点的研究现状

1．3．1 涨落性质

1．3．2 临界点的理论研究

1．3．3 高阶涨落的实验结果

1．4 开展的工作

第二章 模型简介

2．1 模型分类

2．2 UrQMD模型

第三章 观测量及其性质

3．1 守恒荷累积矩的定义

3．2 守恒荷累积矩的性质

3．3 累积矩在重离子碰撞中的应用

4．1 奇异粒子的选取

4．2 统计量和误差

4．3 计算结果

4．3．1 碰撞中心度划分

4．3．2 净奇异数分布及产额

4．3．3 累积量的中心度、快度和能量依赖

4．3．4 矩的中心度依赖和能量依赖

4．4 本章小结

第五章 总结与展望

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢