通过双电子的测量研究高能碰撞RHIC实验中热辐射的产生

The mission of ultra-relativistic heavy ion program is to study the QCD matter at finite temperature and density in laboratory. Probes that have been explored in experiments are mostly hadrons, which have been used to demonstrate the formation of strong-coupling Quark Gluon Plasma (sQGP) in the RHIC and LHC heavy ion collisions. Electromagnetic probes (e.g. dileptons, photons) can escape from the system without further strong interaction once they are produced. Therefore they can offer clean information on various stages during the whole system evolution. Especially, the dileptons in the low mass region are useful tools to study the chiral symmetry related physics, and the dileptons in the intermediate mass region are excepted to have significant contributions from the QGP thermal radiation. But there are huge background coming from the charm hadron semi-lepton decay, then the first step to measure the QGP thermal radiation and study the chiral symmetry related physics is to measure these charm hadron semi-lepton decay dilepton contribution precisely. Based on the RHIC-STAR experiment, with the STAR detectors upgrades Heavy Flavor Tracker(HFT) and Muon Telescope Detector(MTD), we will be able to measure the dielectron spectra with charm hardon decayed dielectron background subtracted. Then it will give us the possibility to measure the QGP thermal radiation.

相对论重离子碰撞的目的是在实验室情况下研究有限温度密度下的QCD物质性质。RHIC 和LHC多年的实验表明，在高能量的重离子碰撞中可能形成了一种强耦合的夸克胶子物质(QGP)，这些实验结果大多数都来自于对末态强子的测量，因此可能受到系统演化过程强相互作用影响。电磁探针(如:双轻子)不参与强相互作用,能够逃离碰撞产生的强相互作用介质而不受影响，因此能够反映碰撞系统最干净，最直接的信息。但是重味夸克粒子衰变的双轻子为实验测量带来了大量的背景，因此对双轻子更进一步的测量首先要解决的就是这些重味夸克的贡献。在RHIC-STAR已有的双轻子研究的基础上，通过探测器的升级 - 重味夸克探测器(HFT)以及缪子探测器(MTD)，能够实现对重味夸克衰变的双轻子测量，从而通过双轻子的测量来研究重离子碰撞介质的各种性质，寻找夸克胶子热辐射。

相对论重离子碰撞的目的是在实验室情况下研究有限温度密度下的QCD物质性质。RHIC 和 LHC多年的实验表明，在高能量的重离子碰撞中可能形成了一种强耦合的夸克胶子物质(QGP)， 这些实验结果大多数都来自于对末态强子的测量，因此可能受到系统演化过程强相互作用影响 。电磁探针(如:双轻子，光子)不参与强相互作用,能够逃离碰撞产生的强相互作用介质而不受影响， 因此能够反映碰撞系统最干净，最直接的信息。在RHIC-STAR直接虚光子分析方面，实验结果显示，(1)在低横动量区间, 高能核核碰撞中直接虚光子产额谱比从质子质子碰撞得到的预期有明显的升高，说明了在此区间存在物质热化的贡献。这些升高产额与理论计算得到的QGP，强子气体（hadron gas）和原初产生贡献的结果相符合。同时通过对该区域不变产额谱的拟合得到了与初始温度相关的逆坡度参数。(2)在高横动量区间，直接虚光子的产额与质子质子碰撞结果得到的预期结果相符合。说明在该区间来自于物质热辐射的贡献非常微弱。. 低质量双轻子测量的一个重要目的就是研究在高能核核碰撞中可能发生的手征对称性恢复现象。在已经测量到的RHIC最高能量核核碰撞实验结果，以及初步的RHIC-STAR能量扫描实验中双电子实验数据结果都与理论预期的手征对称性恢复现象相符合。近年来研究手征对称性以及局域对称性破缺的另外一个重要观测现象是手征磁效应(Chiral magnetic effect, CME)。实验上主要通过带点粒子方位角关联的方法研究手征磁效应，逐步的实验结果与人们预期的手征磁效应一致。但是实验结果有大量来源于椭圆流的背景。我们通过在实验上研究方位角关联测量与椭圆流的关系能有效的减小背景的贡献，对进一步寻找手征磁效应有重要的意义。通过对手征磁效应的研究对理解强相互作用cp问题以及解释宇宙中正反物质不对称性有重要的意义。