RHIC-STAR实验固定靶能区金核-金核碰撞中K+K+关联函数的研究

作     者：曹文松 

作者单位：华中师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：施梳苏

授予年度：2023年

学科分类：08[工学] 0827[工学-核科学与技术] 082701[工学-核能科学与工程] 

主      题：相对论重离子碰撞 夸克胶子等离子体 HBT干涉理论 关联函数 奇异介子 发射源大小 

摘      要：在大型强子对撞机(LHC)和相对论重离子对撞机(RHIC)的高能重离子碰撞中,束缚在核子中的夸克和胶子被解禁闭,形成夸克胶子作为自由度的物质形态—夸克胶子等离子体(QGP)。格点量子色动力学预测,零重子化学势和高温的情况下存在强子气体到QGP的平滑过渡,而在有限重子化学势区域可能存在一阶相边界,相边界的末端为强相互作用临界点。研究QGP的性质和强相互作用相结构是RHIC的主要物理动机。碰撞中形成的核物质的状态方程敏感于系统的自由度,而对相变敏感的观测量随碰撞能量的非单调依赖性则是强相互作用相变的可能信号。Femtoscopy起源于天文学的HBT干涉理论。在相对论重离子碰撞物理中,femtoscopy用于测量粒子发射源在粒子动力学冻结时的时空信息,比如粒子的发射时间和粒子发射源的尺寸。KK关联函数可测量K介子发射源的时空信息。与π相比,K为奇异粒子,它的强子散射截面更小,来自共振态衰变的贡献更弱。KK之间的强相互作用微弱可以忽略不计,KK关联函数主要受到量子统计和库仑相互作用的影响。综上,KK关联函数是测量重离子碰撞中发射源时空信息的良好探针。本论文利用RHIC-STAR实验于2018-2020年采集的金金碰撞质心系能量为3,3.2,3.5和3.9GeV的数据,完成了STAR实验的高重子密度区的KK关联函数的测量。我们对探测器效应进行了修正,比如径迹劈裂,径迹合并和动量分辨率效应。另外我们引用了末态相互作用模型CRAB中KK的量子统计效应和库仑相互作用势函数,使用极端相对论量子分子动力学模型(UrQMD)对KK关联函数进行了模拟。我们假设发射源形状满足高斯分布,使用Bowler-Sinyukov公式拟合KK关联函数,对实验数据和UrQMD+CRAB中K的发射源参数进行了对比,结果在统计误差内一致。另外,我们将KK和KK的量子统计效应进行了对比,发现KK和KK的量子统计效应在误差范围内吻合,并且都无明显的能量依赖。后续我们会对STAR实验高能区的KK关联函数进行测量,进一步探索K的发射源参数随碰撞能量的依赖性和强相互作用相变的可能信号。