在極端高溫高密環(huán)境中,強(qiáng)子內(nèi)的部分子會(huì)解禁閉進(jìn)而形成夸克膠子等離子體（QGP）,也就是發(fā)生從強(qiáng)子相到夸克膠子等離子體相的相變,這是量子色動(dòng)力學(xué)（QCD）理論的一個(gè)重要預(yù)言。高能重離子碰撞創(chuàng)造了高溫高密的物理環(huán)境,所以我們能通過(guò)高能重離子碰撞研究核物質(zhì)相圖、高溫高密QGP物質(zhì)性質(zhì)和探索QCD相變。在非中心碰撞中,大規(guī)模粒子各向異性的集體運(yùn)動(dòng)稱為集體流,攜帶了QGP豐富信息的集體流是研究熱密物質(zhì)的有效探針。早期流體動(dòng)力學(xué)研究表明,重子直接流（directed flow）與一階相變可能存在著密切關(guān)系,可以提供QCD相圖中相變臨界點(diǎn)的信息。當(dāng)發(fā)生了QGP相變時(shí),直接流在中快度的斜率會(huì)出現(xiàn)由正變負(fù)的情況,這種現(xiàn)象被認(rèn)為是核狀態(tài)方程（Eo S）的坍縮造成的。RHIC-STAR最新的實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)了直接流斜率出現(xiàn)負(fù)值且隨著能量增加的非單調(diào)變化。本文利用多相輸運(yùn)（AMPT）模型研究RHIC能區(qū)的直接流形成演化機(jī)制。主要內(nèi)容為利用輸運(yùn)模型模擬Au+Au碰撞,利用模擬得到的相空間信息分別研究部分子相、強(qiáng)子化和強(qiáng)子相的直接流的形成演化機(jī)制。在部分子相隨時(shí)間演化中,在碰撞能量200Ge V中由于系統(tǒng)后期較強(qiáng)的動(dòng)... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所)上海市

【文章頁(yè)數(shù)】：61 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

標(biāo)準(zhǔn)模型（StandardModel）示意圖

4圖 1.2：強(qiáng)相互作用跑動(dòng)耦合常數(shù)[6]。正是由于部分子漸近自由時(shí)，耦合常數(shù)很小，所以可以使用微擾量子色動(dòng)力學(xué)來(lái)處理漸近自由的這一過(guò)程。但是當(dāng)相互作用耦合常數(shù)很大，即夸克色禁閉的時(shí)候，就不能將耦合常數(shù)進(jìn)行微擾展開，從而微擾量子色動(dòng)力學(xué)就不再適用。而對(duì)于微擾理論無(wú)法適用的強(qiáng)相互作用系統(tǒng)，研究人員通過(guò)將量子色動(dòng)力學(xué)建立在離散化的時(shí)空格點(diǎn)上從而建立格點(diǎn)量子色動(dòng)力學(xué)理論（Lattice QCD，LQCD）[7]進(jìn)行研究處理。格點(diǎn)量子色動(dòng)力學(xué)計(jì)算相圖時(shí)預(yù)言了一種新的物質(zhì)相，它只存在于極端高溫、高能量密度（相變溫度 Tc 約為 150MeV~180MeV，相變能量密度約為 1 GeV/fm3，而正常的核物質(zhì)的能量密度僅僅約為 0.17 GeV/fm3）的環(huán)境中，由從強(qiáng)子中解禁閉的組分夸克及膠子組成，這種新?tīng)顟B(tài)的物質(zhì)就被稱作夸克膠子等離子體（Quark-Gluon Plasma）。在圖 1.3中展示了格點(diǎn)量子色動(dòng)力學(xué)計(jì)算的不同夸克味道組成下的系統(tǒng)熱力學(xué)熵與溫度的關(guān)系

第 1 章 緒論圖，我們可以發(fā)現(xiàn)在溫度達(dá)到一定溫度以后，即臨界溫度 T/Tc=1，系統(tǒng)的熱力學(xué)熵上升表明系統(tǒng)的自由度迅速增多，隨后即使溫度繼續(xù)升高然而熱力學(xué)熵依然穩(wěn)定并一個(gè)飽和值。以上現(xiàn)象表明系統(tǒng)在臨界溫度附近出現(xiàn)了相變過(guò)程，也就是意味著部解禁閉了，出現(xiàn)了強(qiáng)子相到 QGP 相的相變。圖中右上箭頭還標(biāo)出了斯特藩-玻爾茲（Stefan-Boltzmann）理想極限，這個(gè)極限表示熱力學(xué)系統(tǒng)完全不存在相互作用，全自由的粒子組成的系統(tǒng)。但是在圖 1.3 中我們可以看到，有格點(diǎn)量子色動(dòng)力學(xué)算結(jié)果是小于斯特藩-玻爾茲曼極限，并沒(méi)有達(dá)到夸克膠子完全自由、不存在相互作限情況，這就意味著在發(fā)生強(qiáng)子相到 QGP 相的相變所解禁閉的部分子并未完全自依然存在著相互作用，稱之為 sQGP 物質(zhì)。


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