用JEWEL研究核-核反应中的喷注观测量

摘要

格点量子色动力学预言了在极端高温度高密度的条件下，禁闭在核子中的夸克和胶子解禁后形成一种新的物质形态——专克胶子等离子体(QGP)。为了研究QGP的形成和性质，建造了大型实验装置——超相对论重离子对撞机。喷注淬火被认为是研究高能核-核反应中QGP性质的一个有效的探针。
　　QCD喷注是高能重离子碰撞的早期阶段产生的夸克和胶子碎裂成的簇射状强子团。在QCD喷注穿过热密物质的过程中，喷注中的硬部分子与色荷介质发生强相互作用而损失能量（喷注淬火）。目前，RHIC和LHC实验已经积累了大量的喷注淬火存在的直接证据。
　　JEWEL是一个基于微扰QCD理论的蒙特卡罗事件生成器，它模拟了部分子喷注在真空和介质中随时间的演化。本文用JEWEL模型研究了LHC能区下高能核-核反应中的一些整体喷注的观测量和它们核修正效应。首先用JEWEL模型计算了LHC中Pb-Pb碰撞的大横动量带电强子的核修正因子，看到部分子在穿过QGP过程中的能量损失使带电强子产额压低。其次，研究了Pb-Pb碰撞中的整体喷注的碎裂函数，结果与CMS的实验数据符合得比较好。最后，给出了2.76TeV的p-p和Pb-Pb中喷注的平均电荷的数值结果，喷注中的平均电荷分布出现稍微压低现象，这是喷注淬火效应造成的;并且p-p和Pb-Pb碰撞中的平均电荷分布随喷注横动量的增加而增加。

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摘要

图形列表

第一章 引言

1．1 QCD理论基础

1．1．1 夸克部分子模型

1．1．2 QCD的性质

1．1．3 微扰QCD

1．2 夸克胶子等离子体

1．2．1 相对论重离子对撞

1．2．2 QGP信号探针

第二章 部分子能量损失

2．1 冷核物质效应

2．2 硬部分子能量损失

2．2．1 喷注淬火的框架

2．2．2 部分子能量损失机制

2．2．3 整体喷注

第三章 核-核碰撞中的喷注观测量

3．1 PYTHIA事件生成器

3．2 JEWEL事件生成器

3．2．1 部分子簇射

3．2．2 介质中的部分子簇射

3．2．3 LPM效应的概率解释

3．3 事件模拟

3．3．1 事件的产生

3．3．2 介质中的矩阵元和红外连续

3．3．3 JEWEL中的部分子簇射的介质修正

3．4 重离子碰撞中的整体喷注的核修正

3．4．1 带电粒子的核修正因子

3．4．2 带电粒子喷注的碎裂函数

3．4．3 喷注的平均电荷

第四章 总结和展望

参考文献

致谢