【摘要】：量子色動力學(xué)(Quantum Chromodynamics,QCD)預(yù)言相對論核-核碰撞中心區(qū)域產(chǎn)生的高溫高密條件會導(dǎo)致強(qiáng)子物質(zhì)發(fā)生相變,形成夸克膠子等離子體(quark gluon plasma,QGP)。研究QGP的形成和演化是當(dāng)前高能核物理領(lǐng)域的一個熱門課題。為了研究QGP,科學(xué)家們基于不同的原理建立了許多模型,如微擾QCD模型和色玻璃凝聚(color glass condensate,CGC)模型。這些模型在一定的誤差范圍內(nèi)都能較好地描述實驗數(shù)據(jù),以至于目前科學(xué)家們對QGP的形成和演化機(jī)制仍然不是很清楚。為了更深入地認(rèn)識QGP,本論文利用微擾QCD因子化模型、非相對論量子色動力學(xué)因子化模型(non-relativistic quantum chromodynamics,NRQCD)和CGC模型研究了強(qiáng)子的光子誘導(dǎo)產(chǎn)生。本論文首先基于微擾QCD因子化模型,計算了大橫動量強(qiáng)子的光子誘導(dǎo)產(chǎn)生截面。按照微擾QCD因子化模型,強(qiáng)子的產(chǎn)生截面可以因子化為三個部分,即部分子分布函數(shù),部分子散射截面和強(qiáng)子的碎裂函數(shù)。對于部分子分布函數(shù),在以往的計算中通常只考慮初始部分子而忽略了光子的影響,本論文將加入光子的貢獻(xiàn),計算強(qiáng)子的光子誘導(dǎo)產(chǎn)生。光子的誘導(dǎo)產(chǎn)生過程包括半硬直接光子過程、半硬分解光子過程、深度非彈性直接光子過程和深度非彈性分解光子過程。這四種光子誘導(dǎo)過程的數(shù)值計算結(jié)果表明:(1)在相對論重離子碰撞中光子誘導(dǎo)過程的貢獻(xiàn)對強(qiáng)子的產(chǎn)生是一個重要的修正;(2)雖然在強(qiáng)子的產(chǎn)生中初始部分子的硬散射過程占主導(dǎo)地位,但是光子誘導(dǎo)過程的總貢獻(xiàn)超過10%,因此不能忽略該部分的影響。在考慮光子誘導(dǎo)貢獻(xiàn)后,微擾QCD因子化模型能很好的描述大橫動量的K_s~0、Λ、K、π產(chǎn)生,此外光子誘導(dǎo)的貢獻(xiàn)使得奇異性增強(qiáng)更加明顯。其次,基于NRQCD因子化模型,我們計算了大型強(qiáng)子對撞機(jī)(Large Hadron Collider,LHC)能區(qū)的重夸克偶素產(chǎn)生。計算中我們考慮光子誘導(dǎo)過程和碎裂過程對粲夸克偶數(shù)(J/ψ、ψ(2S)、χ_(cJ)、η_c、h_c)和底夸克偶數(shù)(Υ(nS)、χ_(bJ)、η_b、h_b)產(chǎn)生的貢獻(xiàn)。數(shù)值計算結(jié)果表明:(1)在高能情況下,由于膠子密度高,碎裂過程和直接過程一樣重要;(2)在LHC能區(qū)質(zhì)子-質(zhì)子碰撞和鉛-鉛碰撞中光子誘導(dǎo)過程和碎裂過程都起非常重要的作用,因此不能忽略光誘導(dǎo)的貢獻(xiàn)。最后,基于CGC模型,我們計算了矢量介子的光子誘導(dǎo)產(chǎn)生截面。在CGC模型下,矢量介子產(chǎn)生過程可看作是光子漲落成正反夸克對(偶極子),然后該偶極子與另一個核(核子)通過交換膠子發(fā)生相互作用,最終正反夸克對結(jié)合成矢量介子。為了準(zhǔn)確描述矢量介子產(chǎn)生過程,我們在原有CGC矢量介子產(chǎn)生模型中引進(jìn)了一個矢量介子質(zhì)量依賴的偏度修正因子,該因子有效的彌補(bǔ)了產(chǎn)生截面對矢量介子種類的依賴關(guān)系。利用此偏度修正因子,我們計算了LHC能區(qū)的矢量介子產(chǎn)生,計算結(jié)果顯示我們改進(jìn)了的模型能很好的描述極端邊緣高能質(zhì)子-質(zhì)子碰撞的J/ψ和ψ(2S)實驗數(shù)據(jù),也表明質(zhì)量修正的偏度因子在領(lǐng)頭階矢量產(chǎn)生過程中起重要的作用。此外,為了提高模型的精度,我們還推廣了領(lǐng)頭階CGC矢量介子產(chǎn)生模型到次領(lǐng)頭水平。我們首先通過數(shù)值方法求解rcBK方程,獲取色偶極子截面的數(shù)值表示,然后把該截面引入到CGC矢量介子產(chǎn)生模型中,以提高模型的精度。理論模型與實驗數(shù)據(jù)對比發(fā)現(xiàn),由次領(lǐng)頭階模型計算獲得的χ~2/d.o.f小于領(lǐng)頭階模型的情況,由此表明次領(lǐng)頭階效應(yīng)在描述矢量介子產(chǎn)生中具有不可忽略的作用。
【學(xué)位授予單位】：云南大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：O572.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2693101