LHC能区基于硬探针方法探索QGP性质的唯象研究

To explore the properties of QGP is one of the important goals of relativistic heavy ion collisions at LHC. Jet quenching is an effective hard probe to explore the nature of QGP. In this project, combining Pb-Pb process and p-Pb process at LHC，and based on the experimental measurement results of jet nuclear modification factor, we will describe the mixed hadronization of the jet energy loss and QGP for seek for reasonable jet-QGP interaction mechanism and further understand the properties of QGP. Firstly, we will extract the jet energy loss according to the nuclear modification factor of the inclusive jet at the central Pb-Pb collision process, and describe the mixed hadronization of jet energy loss and QGP with quark combination model, then calculate the observable properties relative to jet axis of partons and final hadrons to discuss the effect of jet on QGP. Secondly, we will describe the dynamics distributions of final hadrons at different centralities Pb-Pb collision processes to further study the impact on QGP of jets according to the di-jet asymmetry and isolated photon-jet association. Finally, the jet "embedded” quark combination model wii be applied to the p-Pb collision process, the interaction between jet-QGP in these non-central collision processes will be studied, and the universality of the jet “embedded”quark combination model is further tested.

探索QGP性质是LHC能区相对论重离子碰撞实验的重要目标之一。喷注淬火是探索QGP性质的有效硬探针。本项目拟将结合LHC能区Pb-Pb碰撞过程和p-Pb碰撞过程，以喷注核修正因子的实验测量结果为依据，描述喷注能量损失与QGP的混合强子化，寻找合理的喷注与QGP相互作用机制，深入理解QGP的性质。第一，在Pb-Pb中心碰撞中，根据单举喷注核修正因子抽取喷注能量损失，利用夸克组合模型描述喷注能量损失与QGP的混合强子化，在相对喷注轴的定域内计算部分子级和末态强子级的一些可观测量，讨论喷注对QGP的影响。第二，根据双喷注不对称性和孤立光子-喷注关联等描述不同中心度Pb-Pb碰撞中产生的末态强子的动力学分布，进一步研究喷注对QGP的影响。第三，将喷注“嵌入式”夸克组合模型应用到p-Pb碰撞过程中，研究非对称核碰撞中喷注与QGP的相互作用，进一步检验夸克组合模型的普适性。

重夸克喷注淬火是探索QGP性质的有效硬探针之一。LHC实验对质心系能量5.02TeV的Pb-Pb碰撞中产生的重味强子的核修正因子（R_{AA}）、椭圆流（v_{2}）和重子介子比（B/M）等可观测量进行了测量，实验结果均表明在重离子碰撞中产生了喷注淬火现象。比如，D^{0}介子的R_{AA}的值小于1，且由小横动量到中等横动量变化时呈现非单调的变化行为，随碰撞中心度的增大其值逐渐增大；D^{0}介子的v_{2}的值随横动量的增大而减小，当碰撞由中心到半中心再边缘变化时其值先增大后减小；重子介子比\Lambda_{c}/D^{0}的值在中小p_{T}区域出现了一个峰，峰值比RHIC能区的小。如何理解重夸克喷注与QGP热密介质相互作用机制和重味强子产生机制，才能解释这些puzzling实验现象？本项目主要围绕高能重离子碰撞中重夸克喷注淬火和重味强子产生等问题开展研究工作，具体如下：（1）研究了粲强子产生机制，发展了混杂的组合碎裂强子化模型，成功解释了重子介子比\Lambda_{c}/D^{0}在LHC能区和RHIC能区不同碰撞中的表现行为。（2）利用Langevin-hydrodynamics框架和优化的组合碎裂强子化模型，研究了重离子碰撞中各个阶段不同因素对重夸克演化和重味强子产生的影响，研究结果为以后利用重夸克喷注这一硬探针研究QGP性质的各种模型提供了更加细致的参考。（3）研究了不同碰撞能量、不同碰撞系统和不同碰撞中心度中D^{0}介子和B^{0}介子核修正因子和椭圆流的性质，探索重夸克喷注与QGP相互作用对不同碰撞系统的标度行为，研究结果为LHC实验（Xe-Xe、Ar-Ar和O-O）中测量D^{0}介子和B^{0}介子的核修正因子和椭圆流提供了理论参考。以上研究工作有助于深入理解QGP新物态性质及重味强子产生机制等科学问题。