高能重离子碰撞中输运理论的应用及强子和直接光子的产生

高能重离子碰撞中夸克胶子等离子体（QGP）的性质是现代核物理研究的重要目标之一。QGP在临界温度附近的行为倍受瞩目。强子信号为此提供了大量线索。但强子化过程及强子气体相的次级碰撞使强子信号在反应QGP的内部信息时受到限制。直接光子因此很有帮助，它的产生不依赖于强子化机制，它可以在QGP的内部产生，它的次级碰撞可以忽略。因此强子信号和直接光子信号的联合研究会带来新的认识。目前对于QGP性质的研究多基于流体力学进行，但流体力学的应用条件尚未充分检验，流体力学模型与量子色动力学之间缺少宏观和微观层次的充分联系和印证。我们拟采用基于QCD的输运理论，联合运用强子信号和直接光子信号，来研究QGP的性质，考察流体力学在RHIC和LHC能区重离子碰撞中应用的可靠性。

本项目研究的是采用基于QCD的输运理论，构建部分子级联模型（微观层次上处理多粒子体系的演化过程和粒子产生），从系统演化的各个阶段抽出系统的宏观性质，展开与流体力学（宏观层次上处理多粒子体系的演化和粒子产生）的对比研究；并联合强子信号和直接光子信号，来研究QGP的特性。项目在以下几个方面取得了重要进展： .一) 深入认识相对论重离子碰撞中直接光子产生,成功地解释了RHIC实验中200GeV能量下AuAu碰撞在各种中心度下的动量谱，分析了各种直接光子来源之间的贡献大小 以及在动量空间的分布特征,热光子与强子产生的共性和区别,以及能量损失的影响,发表了系列文章;.二）建立并运行了基于输运理论的部分子级联模型，用以研究高能部分子在QGP中穿越的物理现象和性质。联合Hirano的流体力学模型和AMPT输运模型，我们研究了光子和强子的方位角关联。 得到的结果发表在Phys.Rev.Lett.上。.三）在高能pp碰撞事件中运用流体力学构建碰撞系统的时空演化过程，并通过直接光子在低横动量区域的增益来体现夸克胶子等离子体（ＱＧＰ）中的热光子辐射，探索高能pp碰撞中的ＱＧＰ产生。相应的结果发表在Phys.Rev.Lett.上。.四）运用Landau流体模型来研究RHIC能量下AuAu碰撞中以及LHC能量下PbPb碰撞中强子产生的快度分布，横动量谱对强子质量的依赖，对状态方程的依赖以及对Freeze-out的条件依赖，依次来引导学生入门，同时获得一系列研究结果，写成文章，已投Phys.Rev.C..五）运用最新的来自RHIC和LHC的直接光子数据，研究流体力学模型在高能核碰撞中的应用，发现碰撞系统的膨胀开始得比较早，而QGP形成时间比较晚。提供了QGP形成时间的估计方法。研究结果写成文章,已投Phys.Rev.Lett.