高能重离子碰撞中φ介子和D介子的压缩关联

In the project we will investigate the squeezed correlations of φ and D mesons produced in the heavy-ion collisions at the RHIC high energy and the LHC energy. We will study the interactions between the observed particles and the source medium with the boson squeezed correlations, and investigate the effects of source expansion, inhomogeneous source granular structure, partially coherent emission, and other correlations of kinematics and dynamics on the squeezed correlations. We will examine the experiment-observable signals of the boson squeezed correlations. These investigations are of great interest. They will provide a new way for people to understand the thermodynamic properties of the systems at the early stages of high-energy heavy-ion collisions, the formation and evolution of quark-gluon plasma, and the interactions between the particles and the medium.

本项目旨在研究在RHIC高能量和LHC能量下重离子碰撞产生的φ介子和D介子的压缩关联，研究这种压缩关联所反映的观测粒子与源介质的相互作用，研究演化源的膨胀、非均匀颗粒性结构、部分相干发射和其它运动学与动力学关联对玻色子压缩关联的影响，研究实验上可测量的玻色子压缩关联信号。这些研究将为人们了解高能重离子碰撞早期系统的热力学性质、夸克-胶子等离子体的形成和演化、以及粒子在系统中与介质的相互作用提供新的途径，有非常重要的意义。

对高能重离子碰撞中产生的正反玻色子对压缩关联（也称为压缩背对背关联）的研究是人们了解粒子发射源性质的一种手段，目前这方面的研究还开展得不多。本项目研究从理论上推导了正反玻色子在源介质中有不同质量偏移和具有有限质量宽度情况下的压缩关联函数公式，并发展了相关的分析方法。研究结果表明：当带电正反D介子在源介质中由于质量不同存在能量劈裂时，其压缩背对背关联函数值和中性正反D介子对的压缩背对背关联函数值会有不同，介质中质量宽度的增加会改变D介子对压缩背对背关联函数原有的图形样式。另外，研究发现在较高的粒子动量区域，φ介子对的压缩背对背关联函数会迅速增加，甚至超过D介子的压缩背对背关联函数值。由于φ介子和D介子产生于高能重离子碰撞的早期，研究它们的压缩背对背关联对于人们了解碰撞系统早期的性质有重要意义。.在LHC能区重离子碰撞中，末态π介子多重数大幅增加，人们已开始对实验数据的多π干涉学分析。本项目研究了玻色-爱因斯坦凝聚对多个全同π介子HBT关联的影响，研究了颗粒相干发射源的多π关联，以及玻色子在介质中的质量宽度对HBT关联的影响。究了部分相干发射源产生的π介子横动量谱和椭圆流，提出了一种新的引发碰撞末态π介子椭圆非各向同性的机制。研究表明：多π关联对源的凝聚程度很敏感，在一个宽的动量范围，较低温度下正规化4π关联函数会在较大相对动量处升高。在RHIC和LHC能区，介质中的质量宽度会使φ介子的HBT关联强度下降约10%，而使全同D介子HBT关联强度下降约50%。相干发射对π介子椭圆非各向同性的影响主要取决于量子干涉对源初始大小和形状的依赖，其贡献对LHC上2.76TeV的Pb-Pb碰撞约为33%。