超核在中高能重离子碰撞中的产生及其产生机制的研究

Intermediate-high energy heavy-ion collisions (IHE-HICs) were predicted to be an effective tool to produce the hypernuclei and to study their properties, as well as to extract the strength of hyperon-nucleon (YN) interactions. Hitherto, due to lacking of experimental data, it is still not well understood that the yields of the hypernuclei and their production mechanisms in IHE-HICs. In this proposal, it will be investigated that the yields and the phase space distribution of the possible hypernuclei, e.g. 3ΛH and 4ΛH, in the FOPI heavy-ion collision data, i.e. Ni+Ni@1.91 A GeV, Ru+Ru@1.7 A GeV and Ni+Pb@1.91 A GeV. Hypernuclei production mechanisms will be qualitatively studied by comparing the relative yields of associated particles, i.e. the Λ hyperon and the high energy π meson, in the full phase space under different centrality conditions.

理论预言, 中高能重离子碰撞是产生超核、研究超核性质和提取超子-核子(YN)相互作用的有效途径。但到目前为止，由于缺乏此类的实验数据，超核在中高能重离子碰撞中的产额及其产生机制尚不明确。本课题在FOPI实验上的重离子碰撞实验数据中，即Ni+Ni@1.91 A GeV、Ru+Ru@1.7 A GeV和Ni+Pb@1.91 A GeV，提取可能的超核如3ΛH和4ΛH等的产额和相空间分布。在不同中心度条件下，通过比较实验数据和输运模型中相关粒子，即Λ超子和高能量π介子，在整个相空间的相对产额，来定性的研究超核在中高能重离子碰撞中的产生机制。

理论预言在中高能（几个GeV每核子）重离子碰撞中可以产生超核。实验上，超核在中高能重离子碰撞中的产额及其产生机制尚不明确。本课题的主要的研究目标是超核在中高能重离子碰撞中的产生及其产生机制。本课题的执行过程中，分析和刻度了FOPI合作组1.91 A GeV的Ni+Ni、1.7A GeV的Ru+Ru和1.91AGeVNi+Pb的碰撞数据。在Ni+Ni实验数据中通过Λ3H（超氚）和Λ4H（超氢4）的两体衰变道，重建了Λ3H和Λ4H的不变质量谱。在低动量靠近靶快度的相空间区域发现了Λ3H和Λ4H的信号。在Geant模拟环境中，得到了Λ超子、Λ3H和Λ4H的探测效率。把探测效率应用到实验数据之后，得到了与其他实验一致的Λ超子、Λ3H和Λ4H的寿命。通过分析提取了Λ超子在非中心碰撞事件样本和中心碰撞样本中的产额比，发现在低动量靠近靶快度区域Λ超子产额比的增强现象。用输运模型GiBUU和IQMD模拟了1.91 A GeV的Ni+Ni碰撞，发现模型中Λ超子的产额比没有快度（ylab）的依赖。在观测到Λ3H和Λ4H信号的区域，计算了奇异重子关联因子S3=10.4和S4=5.6。综合实验观测到的超核信号和Λ超子的产额比，建议在中高能重离子碰撞中超核的产生是由火球中介子与旁观者相互作用主导。