HIRFL-CSR能区pion介子发射与非对称核物质状态方程

兰州重离子加速器冷却储存环（HIRFL-CSR）能区重离子碰撞中的pion介子发射和输运，与强子性质的介质效应和非对称核物质状态方程（EOS）紧密相关。从pion发射提取EOS信息有赖于实验对pion的精确测量和碰撞动力学过程对信息提取的影响。当前，理论和实验的进展均不足以给出一致的EOS参数，从而为HIRFL-CSR上的pion介子物理留有很大的空间。本课题通过对已有的数据进行分析，结合输运模型预言的结果，系统研究pion发射对EOS依赖的敏感度与碰撞动力学效应之间的关联，为CSR能区提供最佳的反应条件；重点完成HIRFL-CSR外靶实验终端上进行pion介子系统测量的探测器模拟，并针对提取非对称核物质状态方程参数和可能的介质效应完成可行性预研和探测器参数优化。

在本课题的资助下，研究了HIRFL-CSR 能区 通过pion 介子发射提取非对称核物质状态方程的相关问题，并进行了大量的实验准备。首先，通过IBUU04输运模型的模拟，研究了HIRFL-CSR上外靶实验装置(I 期)有限相空间覆盖下通过pi-pi+提取非对称核物质状态方程的实验可行性，研究结果表明，由于前角区出射的pion介子，由于经历了更少的二次散射，更加忠实地携带碰撞早期的信息，pi-pi+产额比对对称能的依赖更为明显；其次，pi-pi+作为对称能密度依赖的探针，到底是反应高密区的特征还是低密区的特征，一直是一个悬而未决的问题，本课题通过研究Ru+Zr与Zr+Ru系统中pi-pi+ 产额比随快度的依赖关系及其同核子观测量的差异，指出pi-pi+主要来自碰撞重叠区火球，这可能将作为pi-pi+高密区对称能探针的间接实验证据。第三，围绕HIRFL-CSR上测量pi-pi+的实验，展开了带电粒子径迹探测器的模拟研究和探测器的预研，基本完成外靶带电粒子径迹测量的模拟和重建算法编制，所研制的多丝漂移室探测器原型也有一些很好的测试结果，能量分辨在13%左右，而漂移速度在5cm/us，同GARFIELD模拟的预言基本一致，基于一个GEM探测器原型，发展了一个测量探测器本征位置分辨的新方法。这些进展日后的实验打下了很好的基础。最后，对于pion介子产生的介质效应，结合FOPI实验组的实验数据和近期的理论进展，也做了较多的分析和研究，并指出介质效应依然是当前pion介子物理的一个前沿课题。此外，在课题的资助下，也进行了一些gamma谱学和高纯锗gamma谱仪的重要应用，发现了Ce-152原子核的八极关联属性。标注资助的SCI论文6篇，会议口头报告10次。