中高能重离子碰撞中粒子产生的同位旋效应和同位旋相关的协变动力学模型

Firstly, we start with investigation of the production of Pions and Kaons in heavy-ion collisions induced by radioactive beams at intermediate and high erengy range based on the Kaons covariant dynamics model, we study furthure the features of these particles production and transportation within the frame of covariant dynamics and the characters of the interactions between the produced particles and isospin asymmetric nuclear matter under extreme conditions. .Secondly, based on the relativisitic mean field theory,we study the properties of isospin asymmetric nuclear matter and the contributions of various terms from effective Lagrangian including isovector mesons and tensor and electromaganetic potentials to the selfenergies to determine the forms of scalar and vector potenials, which are important input quantities in covariant dynamics transport model, in different energy region.Taking the new results of studies of the various isospin-denpendent cross sections into account, we construct a full covariant dynamical transport model for simulating the isospin-dependent heavy-ion collisions in intermediate and high energies. . Finally, we simulate some concrete reactions with this transport model to study the influence of isospin freedom on the fundamental properties of the produced particles such as in-medium mass, to obtain some new information and knowledge about the isospin-dependent reaction dynamics and medium effects in the heavy ion collisions induced by a radioactive beams at intermediate and high erengies. Meanwhile, we will try to analyze the relevant experiments for the Heavy Ion Research Facility in Lanzhou(HIRFL) with the help of our transport model.

首先，在K介子的协变动力学框架内，研究同位旋相关的重离子碰撞中Pion和Kaons 的产生；分析这些粒子与同位旋非对称的高密核物质的相互作用特征；其次，针对入射能量在1－2GeV能区内的重离子核反应的特点，从分析同位旋相关的核物质的性质（自能等）入手，建立适合于研究兰州重离子加速器所能实现的离子碰撞与粒子演化的，同时包括核子和产生粒子在内的全协变输运动力学模型。利用此模型对具体碰撞过程进行模拟，分析同位旋自由度对反应中粒子产生的动力学机制的作用；计算所产生粒子的等效质量、能量等基本特征量，研究同位旋非对称的高密核物质对奇异和非奇异粒子的基本属性的影响，获得有关放射性束流引起的重离子反应动力学特征的新信息，得到同位旋相关介质效应的新知识，同时，针对兰州重离子加速器所能实现的能区，协助确定相关实验目标或分析有关实验结果。

首先从相对论的微观理论模型出发，计算了核子在核物质中的自能与同位旋相关的碰撞截面，实现了平均场与核子碰撞截面的协变性，并由此取代了原有量子分子动力学模型中平均场与核子碰撞截的唯象表达式（来自于对不同数据拟合）。其次，从描述强子相互作用的手征微扰模型出发，采用平均场近似，推导出了K介子和Lambda超子在核物质中，满足相对论协变性的演化方程，实现了产生粒子在核物质中演化的相对论协变性。最后，将两者结合，在量子分子动力学模型框架内，完成了协变动力学模型的建立。在这样的研究过程中，得到了赝标介子与核子之间的不同耦合方式下核子的自能和同位旋相关的核子碰撞截面，以及它们的动量相关性；根据最新实验数据提取了同位旋相关的量子分子动力学模型中的Pauli势和Pauli阻塞因子的具体形式。研究了Ni +Ni碰撞过程中K+介子的产生及其横动能谱，提取出了核介质中K介子的位势及其它对核物质状态方程的敏感依赖性。同时，在计入同位旋效应的基础上，研究了部分超重核的alpha衰变性质，从理论上探索了利用放射性束流的合成超重核的动力学机制。并在相对论碰撞理论框架内，研究了原子高离化态离子及其光电过程的基本特征。