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高能重离子碰撞物理学主要目的是研究极端条件下核物质的性质,探测夸克—胶子等离子体(QGP)。强度干涉学是分析高能重离子碰撞物理学的一种成熟手段,是研究粒子发射源的时空结构、相干性的重要工具,也是检验量子色动力学(QCD)相变的一种方法。 首先在绪论中对本文所涉及的强度干涉学背景知识进行概括,给出研究目的和研究内容,然后在其后的章节中系统地报告了所开展的研究工作。论文的主要研究和创新工作分成三个部分:QGP颗粒源的单事件强度干涉学信号、部分相干源发射函数的不对称性对2π关联函数的影响以及粒子与反粒子的背对背关联和源内准粒子质量位移的关系。 在相对论重离子对撞机(RHIC)能量( s=200 GeV)下重离子碰撞产NN生的粒子发射源有可能具有颗粒性结构,颗粒性结构能够很好解释RHIC实验中出现的“HBT之谜”。在颗粒源关联函数中,为了消除统计涨落,人们通常采用对事件样本求平均的混合事件方法求关联函数,求出的关联函数不能反映粒子发射源可能具有颗粒性结构,为此本文提出利用单事件关联函数相对于混合事件关联函数的涨落分布研究颗粒源。蒙特卡罗模拟计算的单事件关联函数和混合事件关联函数表明,单事件关联函数相对于混合事件有涨落,涨落分布的宽度随着颗粒数目的减少而增大。为了对涨落进行定量分析,本文给出涨落分布函数,进一步计算表明颗粒源的涨落分布函数随着颗粒数目的减少而增大。 由于源的相干性对于得到正确的关联函数形式和理解粒子的产生机制具有重要意义,本文利用量子统计方法的经典流公式研究全同粒子部分相干源关联函数。在部分相干源关联函数公式的相干项中包含相角,对相角表达式的进一步研究表明相角与发射函数在空间的对称性有关。Glauber的多重散射理论指出粒子从具有平均自由程厚度的表面层发射,即源发射粒子是不透明的,流体动力学模型说明源在演化过程中是膨胀的,不透明和膨胀效应使得粒子的发射位置趋于源的表面,引起发射函数的不对称性,相角不等于零,这两种物理效应通过相角影响关联函数。 为了考查源发射粒子的空间不对称性对相角?的贡献,从而考查?对部分相干源关联函数的影响,本文对一定模型下不对称的部分相干源关联函数进行了蒙特卡罗模拟计算。利用发射函数表示关联函数,将混沌源关联函数的计算方法推广到部分相干源,计算表明随着混沌程度的减小,不透明和膨胀效应通过相角?对关联函数的影响增大。通过对部分相干源关联函数的高斯型拟合得到,不透明和膨胀效应使得源的半径 outR减小、混沌程度?增大。 在高能核—核碰撞形成的粒子发射源中除了全同粒子之间关联,还有粒子与反粒子的关联。利用量子统计方法的密度矩阵描述粒子的产生过程,用粒子的产生、湮灭算符表示粒子的动量分布,可以得到粒子与反粒子之间的背对背关联。为进一步分析背对背关联产生的动力学机制,从粒子场的能量出发,引入波戈留波夫压缩变换,把末态自由粒子与 QGP强子化产生的准粒子联系起来,准粒子在媒介系统中传播时与媒介系统相互作用产生质量位移,质量位移效应产生背对背关联,质量位移效应还影响全同粒子的 HBT关联函数。