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《中国地质大学》 2019年
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高能Au-Au碰撞中轻反核物质产生的能量依赖性研究

董子健  
【摘要】:一直以来,对称性是物理学炙手可热的话题。理论上认为,在宇宙产生之初正、反物质是等量的,然而在现实宇宙中反物质却不见了,正、反物质的这种不对称性问题是宇宙衍变过程的未解之谜。随着粒子物理学和高能物理实验条件的发展和进步,对微观粒子的可观测性和可控性显著提高,在高能碰撞实验中产生和研究反物质成为可能。近几年美国BNL/RHIC实验组和欧洲CERN/LHC实验组,在高能Au-Au碰撞和Pb-Pb碰撞实验中,先后发现了(?),(?)和(?)等轻反原子核和反超核,这对反物质的研究和理解具有深刻的意义。由于高能物理实验消耗的成本巨大,因此,目前粒子物理学的重要研究手段之一,就是通过运用理论模型模拟研究高能碰撞实验。本文首先对高能物理和反物质的背景、部分子-强子输运模型(PACIAE模型)和相空间动力学约束组合模型(DCPC模型)、以及Au-Au碰撞实验进行了介绍。然后,使用PACIAE模型和DCPC模型,在质心能量(?)=11.5、14.5、19.6、27、39、62.4、130、200、800、2760 和 5020 GeV 能量下模拟产生 Au-Au 碰撞事件,再用DCPC模型组合产生轻(反)原子核和超核,研究了高能Au-Au碰撞中轻(反)核物质产生的能量依赖性,以及相应的性质。其中,选取的快度区间为-0.5 ≤y≤0.5、横动量区间为pT≤ 5 GeV、中心度为0-10%。研究结果表明:(1)正粒子p、Λ、d、3He、(?)的产额大于反粒子(?)、(?)、(?)、(?)、(?)的产额,普通核的产额大于超核的产额;(2)正粒子p、Λ、d、3He、(?)的产额随着质心能量(?)的增加,先减少后增加;反粒子(?)、(?)、(?)、(?)、(?)的产额一直呈现增加的趋势,即高能Au-Au碰撞中,末态强子和核子的产生存在很强的能量依赖性;(3)反核与它们对应的正物质的比值随着碰撞时质心能量的增加而上升,最终趋近于1。为了研究高能Au-Au碰撞中核子和超子组合产生不同的原子核的难易程度及其能量依赖性,我们模拟计算了不同碰撞能量下组合产生原子核和超核的聚合参数BA以及差异性因子s3。结果表明:聚合参数BA存在很强的能量依赖性,当质心能量(?)增加时,BA先减少后增加,在20 GeV附近存在一个转变点,这很可能是由相变引起的;(?)H和3He的差异因子s3随碰撞能量的增加,开始较快增加,在20 GeV附近趋于饱和,其值约为0.8,这表明超核比普通核更难形成;而s3和(?)近似相等,这表明组合产生反原子核的难易程度与组合产生原子核相同。我们用模型计算得到的结果在误差范围内与已有的实验结果符合较好。
【学位授予单位】:中国地质大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:O571.4

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