高能碰撞中QGP相变的微观描述

论文摘要

作者开发出了一个基于平均自由程的高能碰撞输运模型,在袋模型的框架内实现夸克胶子等离子体(QGP)和强子物质间的变换。当碰撞中的能量密度大于由袋常数决定的一个临界值时,强子袋破裂,部分子被释放出来。这些部分子在接下来的向外运动中将重新结合成新的强子。这样一个输运模型可用来模拟运行在CERN和BNL等大型实验上的高能碰撞完整过程。系统演化的细节可以较好地控制和深入研究。作者利用这个模型讨论了:1)一个无限介子系统在考虑和不考虑QGP情形下的性质。当不考虑QGP时,可通过共振态的形成得到Hagedorn的极限温度。当考虑QGP时,所得到的状态方程能很好地同格点QCD计算的结果吻合;2)模拟了质子质子碰撞。得到的带电粒子多重数和赝快度分布与实验结果符合,并给出了极高能量碰撞实验(LHC)结果的预期。关于极高能量下pp碰撞中可能存在的QGP相变,湍流,自相似性,椭圆流等都做了有益的探索和讨论。作者还讨论了可能的液气相变。

论文目录

• Abstract
• 摘要
• 1 Introduction
• 2 Some physics backgrounds
• 2.1 Signatures for nuclear phase transitions
• 2.2 Bag model of a Hadron
• 2.3 Recombination model of hadronization
• 2.4 Kinetic description and equation of state
• 2.5 Units
• 3 Our transport model
• 3.1 Program flow
• 3.2 Initialization
• 3.2.1 Impact parameter
• 3.2.2 Positions of projectile and target
• 3.2.3 Initial momenta
• 3.3 Decay of resonance
• 3.4 Collision probability
• 3.5 Types of collisions
• 3.5.1 Free quarks
• 3.5.2 Low energy density case
• 3.6 Hadronization
• 3.6.1 Gluon break
• 3.6.2 Quarks recombination
• 3.7 Particle record
• 4 Transition between meson-system and QGP in an infinite system
• 4.1 The entropy of the system
• 4.2 Entropy for an ideal pion gas
• 4.3 Resonances
• 4.4 Transition between hadron gas and QGP
• 4.5 Mean field effects
• 5 Hadron-Hadron collision
• 5.1 Multiplicity of charged particle
• 5.2 Pseudorapidity distribution
• 5.3 Mass distribution
• 5.4 Phase transitions and critical exponents
• 5.5 Ratios of particle
• 5.6 Extensive study
• 5.6.1 Reynolds number
• 5.6.2 Elliptic flow
• 6 Conclusion and outlook
• 7 Acknowledgements
• A List of publication
• B Studied abroad
• C Decay Channels
• D Particle Data
• E Input file