利用STAR束流能量扫描实验中的Φ介子产生探测QCD相结构

对量子色动力学（QCD）相结构和新的物质形态──夸克胶子等离子体──的研究，是基础科学的前沿性热点研究课题。φ介子产生是研究QCD 相结构的重要工具，其椭圆流参数是研究QCD物质部分子自由度的重要物理量。本项目将分析位于美国布鲁克海汶国家实验室的相对论重离子对撞机（RHIC）上STAR探测器 2010-2011年获取的7.7-62 GeV Au+Au 碰撞原始数据，利用2010年新安装完毕的飞行时间谱仪【主要由中国合作组（含清华大学）建造】优秀的粒子鉴别能力，大大提高φ介子测量精度，在国际上首次提取QCD相变区域φ介子的椭圆流参数。此外，我们还将测量φ介子产额以及横动量谱，提取系统冻结温度，填补SPS和RHIC高能区之间φ介子测量的空白。这将为考察系统所处相区域随重子化学势和温度的演化提供重要依据，为进一步研究QCD物质的相变边界，获取相变级次，以及定位可能的QCD相变临界点提供重要线索。

对量子色动力学（QCD）相结构的研究，是基础科学的前沿性热点研究课题。RHIC束流能量扫描（Beam Energy Scan, BES）实验为研究QCD相结构提供了重要机会。我们从STAR探测器上收集到的每核子对质心系能量为7.7-39 GeV的金核-金核对撞原始数据中提取出了Φ介子的椭圆流参数，横向动量分布，产额，中心对撞相对于偏心对撞的核修正因子以及Ω重子与Φ介子产额的比值，进而推演出奇异夸克的数密度，横向动量分布，以及动力学作用过程随能量的变化。上述一系列观测量一致表明，在7.7 GeV到19.6 GeV碰撞能量之间发生了强子气体到夸克胶子等离子体的相变。上述研究为定位QCD相变边界提供了重要实验证据。