CSR能区UU碰撞集体行为研究

摘要

兰州重离子加速器冷却储存环(HIRFL-CSR)是我国九五国家重大科学工程，它将为开展核状态方程和强作用物质性质随物质密度变化、重子共振态、介子阈下产生机制、手征对称破缺恢复等核物理问题的研究提供良好的机遇。 利用物理模型去模拟核核碰撞实验过程，能为实验提供一定的参考和预测。本文利用相对论输运模型ART模拟并研究了CSR外靶<'238>U<'72+>+<'238>U<'72+>实验(E<,b>=0.52GeV/u)。U核是最大的形变核(形变因子为0.27，长短轴之比为1.3)!由于它的非球对称性，当UU沿不同方位碰撞时，将导致碰撞过程中形成的中央高密物质不同的压缩率和寿命。理论上预言，特别是当发生对心头对头UU碰撞时，高密物质密度将比体对体碰撞时要高得多，也比其他球对称核要高。这为研究高密度物质状态下可能存在的相变和介质效应等是非常有利的。 中心重子密度和能量密度的时间演化表明，头对头UU碰撞高密相维持时间明显长于体对体碰撞，但是它们所能达到的最大中心重子密度和能量密度近似相同，结合粒子多重数的时间演化，一个合理的解释是：早先在核核碰撞重叠区发生碰撞产生的粒子，受到强烈的平均场作用，并不能很快飞离中心区域，它们会与后期进入重叠区的粒子发生反应，导致中心区域能量密度累积，同时部分早期产生的高能粒子会飞离中心区域，使沉积能量有所削弱。 该能量下核阻止本领很强，最有可能在对心头对头UU碰撞里出现局域热化。拟合横质量谱和横动量谱的结果显示，对心碰撞下，热化温度大约为55MeV，对应的平均横向流速为0.16c，冻结时径向流速为0.2c。 末态粒子侧向流和直接流(v<,1>)在中心快度区附近存在明显的摆动(wiggle)；旁观核子遮蔽效应(再散射和再吸收)对π的流影响很大；π的横向流在2fm左右反向(相对于核子的流)。 完全对心碰撞时，由于纵向对称，核子和π的直接流(v<,1>)均为0，而椭圆流(v<,2>)，在对心头对头碰撞中，由于横平面对称，椭圆流为0，在对心体对体碰撞中，横平面不对称，椭圆流(v<,2>)不为0，为最大值约12％；π的流明显小于核子的流；中心快度区由于相互作用最为激烈，椭圆流最强；低横动量核子和π行为符合流体力学。利用对心体对体和头对头UU碰撞中，明显不同的核子椭圆流，可以有效判选极感兴趣的中心头对头UU碰撞事件。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章引言

第二章物理背景知识

§2.1高能重离子碰撞简介

§2.2集体流简介

§2.3几个基本物理量

§2.4蒙特卡罗模拟和ART模型

§2.4.1蒙特卡罗（Monte-Carlo）方法简介

§2.4.2 ART基本原理

§2.5 CSR能区UU碰撞强子物理预测

§2.5.1 U核形变影响

§2.5.2最大物质密度和能量密度

§2.5.3π、K产生机制

第三章兰州重离子加速器—冷却存储环

§3.1 HIRFL-CSR简介

§3.2 CSR能区强子物理

第四章UU(0.52GeV/c)实验模拟结果

§4.1时间演化

§4.1.1中心重子密度和能量密度

§4.1.2粒子多重数演化

§4.1.3系统热化和核阻止本领

§4.2末态粒子基本分布

§4.3侧向流

§4.4直接流v1和椭圆流v2

§4.4.1直接流v1

§4.4.2v2的时间演化

§4.4.3v2对快度、横动量和中心度的依赖

§4.4.4用事件v2挑选事件

§4.5粒子不变产额

§4.5.1横质量谱

§4.5.2横动量谱

第五章总结与展望

参考文献

在校期间发表的论文、科研成果等

致谢