论文摘要
夸克和胶子被认为是基本粒子,它们之间的相互作用可以用量子色动力学（QCD）进行描述,该理论认为,存在于普通的核物质相中的夸克和胶子是被禁闭在核子中的,从核物质内提取出自由的夸克和胶子是不可能的。格点量子色动力学（LQCD）预言,在极端高温或高密条件下,夸克和胶子会从核物质相中退禁闭出来变成自由的夸克和胶子,形成解禁闭的夸克胶子等离子体（Quark-Gluon-Plasma,QGP）。这种QGP物质相被认为存在于宇宙大爆炸后的非常短时间内,之后宇宙迅速的膨胀冷却形成稳定的核物质相即当今宇宙。研究QGP的形成过程以及它的性质,能够帮助我们了解宇宙的演化,物质的形成以及各种星体的变化。因此,对QGP产生及其性质的研究,已成为高能核物理领域研究的重要课题之一。在实验室条件下,人们利用建造的相对论重离子对撞机（Relativistic Heavy Ion Collider,RHIC）和大型强子对撞机（Large Hadron Collider,LHC）等大型实验装置对粒子束流进行加速并使其相互碰撞,从而达到形成QGP物质相的条件进而产生QGP热密物质并研究其性质。LHC位于欧洲核研究中心（CERN）,是目前世界上最大的粒子加速器。而大型重离子对撞机实验（A Large Ion Collider Experiment,ALICE）是LHC上运行的主要实验之一,它的主要目的是通过重离子碰撞研究QGP的产生过程及其性质。在实验室条件下,QGP物质存在的时间特别短,人们一般无法直接探测,只能通过碰撞以后产生的末态稳定产物的信息来检验和判断QGP是否产生,从而研究它的性质。在高能核子-核子碰撞中,束流内部核子因碰撞而互相交换能量、转移横动量,人们将碰撞中核子内部转移横动量很大时的过程称为硬散射（Hard Scattering）。硬散射过程会产生背对背的高横动量的部分子对,这些能量很高的部分子团簇经过强子化,最终碎裂为末态稳定的粒子。而喷注（jet）被定义为准直在一个有限空间范围内的来自同一硬散射过程的部分子碎裂所形成的末态强子束。高能核核碰撞实验发现,当喷注穿过QGP物质相时,其中的高能部分子会与热密QQGP物质发生相互作用而损失能量,我们把这种现象称为喷注淬火。喷注淬火被认为是重离子碰撞中探测夸克胶子等离子体的强有力探针,它不仅会导致高横动量喷注产额的明显压低,还会改变喷注组分粒子的分布。到目前为止,在重离子碰撞中大量实验研究表明QGP物质已经形成,并可通过实验观测量来表征QGP特性。然而,通过研究高多重数质子-质子碰撞中的QGP相关观测量,人们也观察到了类似于重离子碰撞中QGP形成时的特性。小碰撞系统中QGP是否形成目前依然是一个悬而未决的问题,还需要进一步的研究。为此,本分析的研究动机是通过研究不同多重数条件下质子-质子碰撞中的喷注产额及其性质,探索并寻找小碰撞系统下是否有类似QGP信号存在。基于ALICE探测器获取的LHC-RUN-Ⅱ大统计量数据,我研究了13 TeV质子-质子碰撞中的喷注产额并得到了不同多重数区间的喷注散射截面。利用不同分辨率参数的喷注产额计算喷注的散射截面比,来了解喷注的准直性信息。最后,通过本分析我得到高多重数区间的喷注产额是明显高于无偏事件喷注产额的,并且高多重数碰撞环境中的这种产额增强效应对喷注横动量pT和喷注分辨率参数的依赖性很弱。同时,证实了在无偏事件和不同多重数依赖研究中高横动量pT的喷注更加准直在一个有限空间,而且这种准直性行为对碰撞能量和多重数的依赖是非常弱的。
论文目录
文章来源
类型: 硕士论文
作者: 侯永珍
导师: 毛亚显
关键词: 夸克胶子等离子体,硬散射,喷注散射截面,喷注准直性,多重数依赖
来源: 华中师范大学
年度: 2019
分类: 基础科学
专业: 物理学
单位: 华中师范大学
分类号: O572.2
总页数: 73
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标签：夸克胶子等离子体论文; 硬散射论文; 喷注散射截面论文; 喷注准直性论文; 多重数依赖论文;