LHC能区不同类型强子间的关联与热密物质效应的实验研究

ALICE is dedicated to studying the properties of Quark-Gluon Plasma (QGP) at the LHC. ALICE has achieved a great many important results in the past few years. In this proposal, we will study the properties of quark matter created in ultra-relativistic heavy-ion collisions at the LHC via measuring the angular correlations of identified hadrons. Charged hadrons at intermediate and large transverse momenta are choosen as trigger particles, while identified hadrons, such as charged pions, kaons, protons and neutral kaons and Lambdas, are choosen as associated particles to study their angular correlations. The jet-medium interaction will be studied by measuring the pseudorapidity and azimuthal distributions of the associated particles with respect to the trigger particles and the nuclear modification factors of per trigger associated hadron yields. The measurements include the widths and asymmetry of the distributions, suppression of associate yields at peak region, and theirs dependence on species and event activities. The results will provide important information about the origin of the observed enhancement of charged particle production on the near side and of low transverse momentum particle production on the away side. Such a study will shed light on the properties of jet-medium interaction, the big question on how the radiated energy is redistributed and hadronized in the hot-dense medium, and also on the formation of transverse radial flow and longitudinal collectivity.

大型重离子碰撞实验（ALICE）是在大型强子对撞机（LHC）上唯一致力于研究夸克-胶子等离子体（QGP）的性质的大型国际合作实验。自运行以来，ALICE实验组已经取得了一系列重要研究成果。本项目将继续基于ALICE实验数据，通过分析在质子－质子、质子－铅核和铅核－铅核碰撞中不同类型强子间的角关联分布，测量在触发强子的近端和背端的不同身份（或类型）强子的关联产额的核修正因子，以揭示近端关联粒子和背端低横动量关联粒子产额增强的主要原因；测量近端不同身份（或类别）的强子的角关联分布，研究角关联分布展宽、角关联分布不对称和峰处产额压低等现象对强子质量和类别（重子或介子）的依赖性，以研究喷注与热密物质的相互作用，研究热密物质的径向和纵向集体运动性质。该研究将有助于揭示喷注与热密物质的相互作用性质，揭示在热密物质环境下能量辐射机制及辐射能量的强子化机制，了解热密物质集体流的形成机制。

项目旨在基于ALICE实验数据，通过分析不同类型强子间的角关联分布，研究热密物质的集体运动性质，了解热密物质集体流的形成机制；测量在触发强子的近端和背端的不同身份（或类型）强子的关联产额的核修正因子，以研究喷注与热密物质的相互作用，揭示在热密物质环境下能量辐射机制及辐射能量的强子化机制。项目完成了5.02TeV铅-铅碰撞中不同身份强子间的角关联分布的分析工作，测量了不同强子的各向异性流及其涨落，与理论模型相比较表明流体动力学、聚并强子化和部分子碎裂强子化机制在不同的横动量区域的集体流形成中起着重要的作用;完成了5.02 TeV质子-质子碰撞和中心铅核-铅核碰撞中的K0S和Lambda强子-强子关联的分析工作，测量了与高横动量K0S和Lambda和带电强子相关联的强子产额的核修正因子，以及角关联分布宽度，发现在实验误差范围内，伴随强子产额及其核修正因子没有明显的触发粒子身份依赖性，角关联分布宽度及其核修正因子亦没有明显的触发粒子身份依赖性;完成了13 TeV质子-质子碰撞和5.02 TeV质子-铅核碰撞中（多）奇异粒子在喷注和潜在事例（Underlying Event）中的横动量分布，奇异重子介子比和多奇异重子与Lambda重子的比的横动量分布，发现中等横动量区（多）奇异重子产额增强主要源于潜在事例的贡献；完成了5.02 TeV质子-质子碰撞中带奇异粲强子产生的微分截面的分析工作，计算了Xi_c0/D0比的横动量依赖，发现基于现有的重味夸克碎裂函数的模型不能很好地描述实验结果，表明重味碎裂函数可能不存在碰撞系统普适性；完善BeAGLE事例产生器，并研究了探测非相干衍射产生的 J⁄ψ的可行性。此外，为了揭示实验结果所蕴藏的物理机制，我们开展了一系列的唯象模型研究。