【摘要】：當噴注穿過夸克膠子等離子體時,其中的高能部分子可能與熱密介質中的部分子發(fā)生多重散射并誘發(fā)韌致輻射從而導致其能量損失。因此在高能重離子碰撞中的高橫動量強子譜相對于在核子核子碰撞中會出現(xiàn)相應的壓低。這種現(xiàn)象被稱為噴注淬火效應并被認為是夸克膠子等離子體產生的信號。在美國布魯克海文的相對論重離子對撞機和歐洲核子中心的大型強子對撞機中的大量實驗數(shù)據(jù)中,人們在強子譜的壓低,雙強子和光子強子關聯(lián)上看到了更多的噴注淬火效應的證據(jù)。在LHC中,噴注淬火更加直觀的表現(xiàn)在實驗所觀測到的雙噴注和光子標記噴注的大橫動量不對稱度上。我們將噴注淬火現(xiàn)象理解為部分子在介質中傳播所引起的多重散射和輻射過程的自然結果,為了模擬部分子在介質中的傳播過程,我們通過對玻爾茲曼輸運方程的蒙特卡洛模擬發(fā)展出了線性玻爾茲曼輸運模型。在線性玻爾茲曼輸運模型中,我們考慮了基于微擾QCD計算的完整的二到二彈性散射過程和誘發(fā)膠子輻射過程。在2到n過程的模擬中,我們發(fā)現(xiàn)整體能動量守恒的引入會改變輻射膠子的能量分布。為了細致的理解噴注-介質相互作用的微觀機制,我們首先通過線性玻爾茲曼輸運模型模擬了單個部分子在均勻介質中的傳播過程。我們發(fā)現(xiàn)在傳播過程的初期領頭粒子的能量損失與路徑長度成二次方上升,這個平方依賴關系會隨著部分子在介質中不斷損失能量而逐漸在傳播過程的末期消失。由于部分子在介質中的速度大于介質中的聲速,我們發(fā)現(xiàn)介質中被激發(fā)的部分子能量分布在空間上呈現(xiàn)出一個類似于馬赫錐的結構。在對整體噴注的計算中,由于領頭部分子損失的能量一部分留在了噴注錐角之內,領頭噴注的能量損失要相對較小,對傳播路徑長度成一個更為清晰的平方依賴關系。領頭部分子的能量損失和介質中熱部分子的激發(fā)同時也會改變領頭噴注的結構,使得噴注形狀和噴注碎裂函數(shù)發(fā)生變化。在對相對論重離子碰撞中的噴注介質修正的研究中,我們通過Pythia模擬來得到初始部分子的動量分布,并使用一個3+1維理想流體力學模型來提供介質的演化的信息。我們首先計算了光子標記噴注和雙噴注事件中的橫動量不對稱度以確定我們模型計算中的噴注-介質相互作用的強度。我們發(fā)現(xiàn)可以通過光子標記噴注橫動量譜峰值位置在不同對心度碰撞中的偏移程度來直觀和定量的抽取部分子能量損失對路徑長度的依賴關系。在光子噴注方位角關聯(lián)的計算結果表明,光子標記噴注事件中的非領頭噴注產額在核核碰撞中被壓低。同時我們計算了光子標記噴注的噴注形狀和碎裂函數(shù),并討論了光子標記噴注碎裂函數(shù)的優(yōu)越性。在雙噴注的計算中,我們分別研究了領頭噴注和非領頭噴注的噴注結構并討論了雙噴注事件中的橫動量平衡。為了進一步研究噴注介質相互作用,我們將能量低于閾值的部分子轉換為流體力學方程中的源項來研究噴注傳播過程中的能量沉積對介質的影響。我們將線性玻爾茲曼輸運模型與event-by-event的3+1維流體力學模型結合并實現(xiàn)了對噴注輸運和介質演化同步模擬從而發(fā)展出了CoLBT-Hydro模型。在這個模型的框架下,我們計算了RHIC能區(qū)高能重離子碰撞中的光子強子關聯(lián),我們發(fā)現(xiàn)光子標記噴注事件中強子譜在低橫動量區(qū)相對于核子核子碰撞中的升高總是發(fā)生在PT2GeV的區(qū)域,而與標記光子的橫動量無關,我們的計算結果被PHENIX實驗數(shù)據(jù)所證實。在光子強子角關聯(lián)的計算中,我們發(fā)現(xiàn)在減除去背景之后軟強子相對光子的方位角分布總體展寬的同時在光子方向存在一個負值,這個負值來源于噴注穿過介質時在其傳播路徑上所引起的耗散流。這兩種現(xiàn)象都是在夸克膠子等離子體中噴注所引起介質激發(fā)的直接證據(jù)。除了噴注之外,另外一種重要的QGP硬探針是重夸克。為了更全面的探索QGP的輸運性質。我們在線性玻爾茲曼輸運模型加入了重夸克的散射過程和膠子輻射過程并計算了夸克膠子等離子體中重夸克的能量損失及其對不同夸克質量的區(qū)別。在重夸克輸運過程的早期,其彈性能量損失和非彈性能量損失大致相當,隨著傳播路徑長度的增加,重夸克的受激膠子輻射過程逐漸成為重夸克的能量損失的主要來源。由于在存在質量分層效應,b夸克的能量損失要小于c夸克。我們通過一個同時考慮了重夸克碎裂過程和重組核過程的組合模型來描述重夸克的強子化過程。之后我們計算了高能重離子碰撞中D介子的R_(AA)和v_2。我們發(fā)現(xiàn)只通過領頭階微擾QCD計算的重夸克輸運參數(shù)無法很好的描述D介子R_(AA)和V2實驗結果。因此我們在模擬計算中引入了Kp因子和KT因子來改變輸運參數(shù)在低動量和Tc附近的取值。我們發(fā)現(xiàn)在采用適當?shù)膮?shù)化形式后我們可以同時描述RHIC和LHC能區(qū)D介子的R_(AA)和v_2。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：華中師范大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：O571.6

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本文編號：2424729