相对论重离子碰撞中的双轻子产生

摘要

我们研究了RHIC能量下Au+Au对心碰撞在低不变质量区域和中等不变质量区域的双轻子的产生。我们使用2+1维相对论理想流体力学模型给出介质膨胀的时空信息，流体力学的参数通过长寿命粒子的实验数据来确定。我们研究了低和中等不变质量区域的双轻子的发射源：QGP相的夸克反夸克湮灭、热强子气体相中的矢量介子衰变以及动理学冻结后的矢量介子衰变，重点讨论了热强子气体中的矢量介子的介质效应。分别通过强子多体理论和经验散射振幅公式的方法，计算了热矢量介子与周围强子的散射碰撞而带来的介质修正效应。我们使用了PYTHIA事例产生器模拟在RHIC能量下双轻子的重要本底：粲强子的半轻子衰变本底，通过引入参数化的核修正因子来模拟粲强子的介子修正效应。我们对STAR和PHENIX探测器的接收度进行了蒙特卡洛模拟，把得到的结果与这两个合作组发布的双电子不变质量谱的实验数据进行了比较。我们发现对于RHIC能量的相对论重离子碰撞以及目前的探测器接收度，几乎很难从不变质量谱中分辨出热双轻子的信息。
　　 通过一个简单模型的解析计算，讨论了长寿命强子的横向流的性质。用流体力学模型进一步研究了双轻子横向流。与不变质量谱的研究路径一样,我们分别计算了三种发射源以及粲强子衰变产生的双轻子的椭圆流。通过在STAR探测器接收度下各种源所占的比重，预测了双轻子的椭圆流随不变质量谱的变化趋势。与对心碰撞相比，最小偏差碰撞中的QGP相和粲强子半轻子衰变产生的双轻子都降低许多。这使得介质中的矢量介子衰变的双轻子在低不变质量区域变得越来越重要。我们发现，尽管在中间不变质量区域QGP相贡献的双轻子有一个明显的椭圆流下降的信号，但是由于粲强子的半轻子衰变所产生的本底在此区域占主导地位，双轻子的总椭圆流的趋势仍然是随不变质量的增大而上升。