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相对论重离子碰撞(RHIC)的研究动机之一,是为了获取有关解禁闭的热密夸克物质(即夸克胶子等离子体QGP)的存在及其性质的信息。大量的实验事实已经显示,末态强子的性质呈现出许多新的特征,QGP可能已经在RHIC上产生。由于色禁闭效应,夸克胶子是不能直接被探测的,只能从其强子化产物(即末态强子系统)的特征中,借助唯像的强子化模型间接地获取有关QGP性质的各种信息。
集体性是高能核-核碰撞中产生的热密夸克物质的一个显著特征。RHIC能量下的核-核碰撞产生了大量的解禁闭夸克物质,其内部热压力导致了热密夸克物质系统的膨胀和演化,这种夸克层次上的集体膨胀在末态强子上有很明显的观测效应,例如,强子带有明显集体性的动量谱及其椭圆流。一般而言,不同中心度、不同能量下的核-核碰撞产生的热密夸克物质系统的大小不同,其集体性可能会有差异。本论文用夸克组合模型系统研究了热密夸克物质的横向集体流对碰撞中心度、碰撞系统和碰撞能量的依赖关系,主要做了以下两方面的工作:
(一)研究了200 AGeV能量下强子PT环路谱对碰撞中心度和碰撞系统的依赖。考虑到热密夸克物质横向集体流随中心度的变化,用夸克组合模型计算了200AGeV能量下Au+Au碰撞系统中各种强子π±、p(-p)、κ±、∧(-∧)、三(-三)以及Ω在不同中心度的横动量谱及其核修正因子Rcp,得到热密夸克物质的平均集体横向速度(βr)对参与碰撞核子数Npart的依赖关系;将其应用到相同能量下的Cu+Cu碰撞系统,成功地描述了π0、κ0s和∧的横动量谱及其Rcp。计算结果表明,在相同能量下热密夸克物质的平均集体横向速度(βr)仅与Npart有关,对碰撞核大小不敏感。
(二)研究了强子PT谱对碰撞能量的依赖。用夸克组合模型分别计算了130 AGeV和62.4 AGeV能量下强子的PT谱、P/π比、κ/π比以及强子的Rcp,进一步得出热密夸克物质的横向集体流对碰撞能量的依赖关系。结果发现,在62.4—200 AGeV能量区间,热密夸克物质的平均集体横向速度(βr)对碰撞能量的变化不敏感。