超高能P-P碰撞中椭圆流的研究

作     者：王杜娟 

作者单位：华中师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：蔡勖;周代梅

授予年度：2011年

学科分类：07[理学] 070202[理学-粒子物理与原子核物理] 0702[理学-物理学] 

主      题：质子质子碰撞 PACIAE模型 带电粒子多重数 椭圆流 偏心率 

摘      要：量子色动力学(QCD)研究表明,普通强子物质在极端高温高密条件下可能发生退禁闭相变,形成夸克胶子等离子体(QGP)。在相对论重离子碰撞实验中,当两束高速运动的粒子发生碰撞后,能量瞬间积累在一个很小的空间内,可能达到强子物质发生退禁闭相变的条件,从而产生QGP物质。在RHIC上运行的能量为(?)=200GeV的Au+Au碰撞实验中,已经找到了QGP存在的依据,但与预期不同的是,这种高温高密物质具有较小的粘滞性,类似于强耦合的等离子态(sQGP)。探测QGP产生的信号有很多种,其中椭圆流信号是一个非常重要的信号,在一些末态带电粒子多重数很大的重离子碰撞实验中,已经探测到了椭圆流。 迄今为止,在质子质子碰撞实验中,还没有探测到椭圆流。2010年11月,在LHC上运行的(?)=7TeV的质子质子碰撞实验中,末态带电粒子多重数已经达到dN/咖≥30。已有理论研究表明,在更高能量下的质子质子碰撞中,碰撞区域中的起伏将增大,这将导致空间的各向异性增强,从而使得末态动量空间的各项异性增大,椭圆流的值也相应增大,因此可以被探测到。我们预计,在LHC上即将运行的(?)=14TeV下的质子质子碰撞实验中,将有大量大的多重数事件发生,很可能探测到QGP物质形成的椭圆流信号。 本文利用既有部分子输运又有强子输运的PACIAE模型,模拟了(?)=200GeV-14TeV能量下质子质子最小偏差碰撞。通过对末态粒子的椭圆流和偏心率的计算,得到坐标空间的偏心率越大,动量空间各项异性的椭圆流也越大的结论。并且,末态粒子的椭圆流会随着碰撞的质心系能量、横动量的增大而增大,最终达到饱和,椭圆流的最大值可达到2.5%,这与最近其它一些模型模拟质子质子碰撞所得到的椭圆流的值相近。最后,我们分别利用PACIAE模型和PYTHIA模型,模拟了能量为(?)=14TeV质子质子碰撞,对椭圆流与带电粒子多重数的关系进行了研究。结果表明,在PACIAE模型中,当带电粒子多重数越大时,所产生的带电粒子的椭圆流越大,而在PYTHIA模型中,所得到的椭圆流很小,与带电粒子多重数的关系并不明显。我们认为这可能是因为在PACIAE模型中,加入了部分子再散射和强子再散射过程,而这个过程在高能重离子碰撞过程中可能会有非常重要的作用。