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NEXUS模型中的粒子产生

刘复明  
【摘要】: 在高能重离子对撞实验(RHIC及LHC)探索夸克胶子等离子体(QGP)的过程中,对碰撞动力学的详细了解是至关重要的。NEXUS模型为研究碰撞初始阶段的动力学提供了良好方法,为进一步研究QGP创造了条件。与其它模型相比,NEXUS更为自洽地处理了多重散射,即在几率计算和粒子产生中一致地处理了Pomeron。 Pomeron是多重散射中交换的一种唯象粒子,在粒子产生过程中用两根色弦来表示。其它的弦模型在计算几率时,忽略了入射能量在Pomeron之间的分配,破坏了能量守恒,而且把Pomeron作为全同粒子处理,即Pomeron之间是不可区分的;然而在处理粒子产生时,这些模型虽然考虑了能量守恒,但是第一个Pomeron的粒子产生与其它的Pomeron很不一样——Pomeron在粒子产生时不是全同的。NEXUS模型按自洽性的要求,在能量守恒的条件下计算不同Pomeron数目对应的几率,并且使得Pomeron是全同的。无论是处理几率计算还是粒子产生,无论是第一个Pomeron还是多个Pomeron都如此。因此,在NEXUS中Pomeron的色弦形成方式就与其它模型很不相同;即使只有一个Pomeron交换,色弦的端点也是海夸克和反夸克,而不是价夸克。而价夸克则被放置在一个新对象——Remnant中。因此,领头粒子的行为应由Remnant来解释。而Pomeron与Remnant之间的关联,以及Pomeron之间的关联,则通过补偿夸克(或感应夸克)来实现——每当一个海夸克或一个反夸克从真空中激发出来作为Pomeron的色弦端点时,它的反粒子也从真空中激发出来,进入到相邻的Remnant中。这种弦形成机制成功地解释了在不同反应条件下,各种粒子的产额及快度分布。尤其是高能碰撞下,各种粒子的快度分布以及产额比是其它模型无法解释的,而NEXUS能成功地解释这些实验数据。 本毕业论文还探讨了新对象Remnant的应用,例如用来产生奇异子Strangelet。奇异子Strangelet是一种重子数大于1,至少有一个奇异夸克作为组分夸克的粒子。许多理论预言了它的存在,例如量子色动力学预言了QGP的存在,而QGP中的某些夸克包就可以冻结出Strangelet。尽管没有任何理论禁止Strangelet存在, /迄凶飞 博士学位论文 M DOC’folLA.-- DISSER’l人1’ION 而现实世界中这种粒子却从未被观察到,因此Strangelet的存在与否一直都是中。 高能物理中的热门议题。NEXUS提供了一种Strang61et的形成机制,并且估算 了H’(双八的共振态,最简单的一种Strangelet)在SPS和RHIC能量下,从质子 一质子碰撞中的产额和各种谱线。 硬过程也被成功地包含在NEXUS中。每个Pomeron都包含有软过程和硬过程 的贡献。由于NEXUS考虑了入射能量在Pomeron之间的分配,因此如何在硬过 程中产生部分子也与PYTHIA等模型中的传统技术不一样。传统技术都是先模 拟2毛的Born过程,再模拟初态辐射,从而获得Pomeron所占有能量份额的信息。 而NEXUS可以处理在任意分配的能量份额下,Pomeron如何辐射部分子和进行2七 Born过程的模拟。本毕业论文详细地讨论了如何实现这种模拟,并对模拟结果进 行了检测。 另外,本毕业论文还运用NEXUS来计算核-核碰撞产生的能量密度和集体流 等,准备用这些结果作为初始条件,运用流体力学来描述系统的下一步演化,模 拟QGP的产生。


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