基于线性玻尔兹曼模型的喷注与强子产生的研究
现代物理学研究认为，宇宙大爆炸初期的产物很可能是夸克胶子等离子体(QGP)。物理学界的学者们在夸克胶子等离子体方面的研究工作不仅有很重大的意义，还会进一步加深现有阶段物理学的认识，大到宇宙的演化、星体的形成性质，小至物质的微观结构与物质问最基本的四种相互作用等多方面。由于夸克胶子等离子体是解禁闭的夸克和胶子组成的一种新的物质状态，所以物理学家们对QGP的研究既是在探究宇宙早期演化规律，同时又是在帮助理解强相互作用，即量子色动力(QCD)。 现今阶段是在实验室中是通过相对论重离子碰撞提供的高温高密等环境来产生夸克胶子等离子体(QGP)，在美国的布鲁克海文国家实验室(BNL)的相对论重离子对撞机(RHIC)，欧洲核子中心(CERN)大型强子对撞机(LHC)上进行的极端相对论重离子碰撞实验就是如此。经过几代物理学家们的持续不断的努力奋斗，科研工作者们终于在物理基础理论预测和大量重离子实验数据的支撑下，推断出来夸克胶子等离子体(QGP)这一全新物质形态的存在。末态强子的大横动量区间出现的喷注淬火现象和小动量区间出现的集体流现象就是QGP这种夸克物质存在的重要证据。 研究相对论重离子碰撞中QGP的性质有许多方法，研究喷注淬火和末态强子集体流是两个很重要的途径。由于理论上在极端相对论重离子碰撞实验中，QGP这种夸克物质只存在于碰撞早期的很短暂一段时间间隔里，之后QGP物质就会随时间演化迅速形成强子化。所以根据相对论重离子碰撞碰撞后产生的末态强子的相关信息来研究QGP的产生和QGP的各种相关性质是高能物理领域的重要研究课题。 本文最开始介绍了描述经典输运过程的玻尔兹曼方程，然后仔细探究了根据玻尔兹曼方程建立了的一个部分子层面的的蒙特卡洛模型，即线性玻尔兹曼模型(LBT)。线性玻尔兹曼模型可以很好的用来模拟大横动量部分子穿过极端相对论重离子碰撞中所产生的QGP过程。并且在轻夸克穿过这种QGP夸克物质过程中有一定的可能与热密物质发生弹性散射损失能量，也有可能还会通过辐射出胶子损失能量。从而研究了高能部分子部分子层面由穿过QGP后部分子自身带来的影响和作为喷注整体带来的影响，以及高能部分子对热密物质带来的影响。我们的研究表明，线性玻尔兹曼模型可以很好的模拟大横动量部分子穿过QGP这个过程，末态观察量无论是单个粒子层面，例如带电强子或者光子强子关联，还是作为整体喷注层面，例如光子标记的喷注，双喷注和带电喷注都与实验数据符合的非常好。这说明了根据玻尔兹曼方程所提出的LBT输运模型可以有效地描述轻夸克穿过QGP这个过程，对QGP的研究工作有很大的促进。
夸克胶子等离子体;相对论重离子对撞;喷注淬火;强子集体流
华中师范大学
硕士
理论物理
王新年
2020
中文
O572.21
2021-03-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）