RHIC中Au—Au碰撞末態(tài)帶電粒子快度分布的研究

摘 要：通過研究高能碰撞中產(chǎn)生的帶電粒子的快度分布有助于人們研究和理解粒子的產(chǎn)生及相互作用的物理機(jī)制、宇宙形成時(shí)早期物質(zhì)的性質(zhì)、微觀世界中的物理規(guī)律和物質(zhì)的本性。研究Khalatnikov勢相關(guān)的1+1維流體動(dòng)力學(xué)中金-金碰撞帶電粒子的快度分布。理論結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)符合得很好。

關(guān)鍵詞：1+1維流體動(dòng)力學(xué)；快度分布；研究

引言

近年來橢圓流現(xiàn)象在實(shí)驗(yàn)中被發(fā)現(xiàn)，由于這些橢圓流的運(yùn)動(dòng)具有集體性，所以研究集體流對(duì)了解高能重離子碰撞演化發(fā)展過程中所產(chǎn)生的核物質(zhì)性質(zhì)有很大的作用。已有的實(shí)驗(yàn)顯示高能重離子碰撞中產(chǎn)生的物質(zhì)以近乎理想流體的形式擴(kuò)張。橢圓流是集體流中較重要和最受人們關(guān)注的一種各向異性流之一。而流體力學(xué)研究的正是集體運(yùn)動(dòng)并且理想流體動(dòng)力學(xué)可以很好的解釋方位各向異性，因此越來越多的人致力于用流體動(dòng)力學(xué)來研究高能重離子碰撞中產(chǎn)生的粒子的運(yùn)動(dòng)。流體力學(xué)模型描述高能重離子碰撞有一定的優(yōu)勢，最重要的優(yōu)點(diǎn)是一旦指定狀態(tài)公式與物質(zhì)的初始條件，系統(tǒng)演化也隨之確定。

核-核初始碰撞階段理想流體動(dòng)力學(xué)不起作用，當(dāng)兩碰撞原子核互相滲透，它們最初動(dòng)能一部分用來創(chuàng)造新物質(zhì)。對(duì)于碰撞最后階段流體動(dòng)力學(xué)也不適用，此時(shí)擴(kuò)張物質(zhì)變得如此稀疏，相互作用成分少，局域不平衡，平衡狀態(tài)被打破了。流體動(dòng)力學(xué)模型需要初始條件（早期的量子動(dòng)力學(xué)演化的結(jié)果導(dǎo)致的初始熱化）和最終條件（系統(tǒng)凍結(jié)時(shí)從流體局域熱化過渡到無相互作用的強(qiáng)子的自由流的系統(tǒng)的描述）。

我們從高能重離子碰撞中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中可以發(fā)現(xiàn)帶電粒子的快度分布呈現(xiàn)的是一近似高斯分布形狀。朗道流體力學(xué)模型[8]與實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合地很好。理想流體動(dòng)力學(xué)假定瞬時(shí)局域熱平衡，系統(tǒng)始終保持理想化狀態(tài)。液體的狀態(tài)完全由能量密度ε、重子密度n、流速uu和狀態(tài)公式p描述。RHIC的相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)提供了關(guān)于流體力學(xué)的有效性，人們通過定量研究最終獲得了成功。流體動(dòng)力學(xué)不適應(yīng)低能狀態(tài)，流體動(dòng)力學(xué)機(jī)制可以分為縱向擴(kuò)張和橫向擴(kuò)張兩部分。由于橫向擴(kuò)張遠(yuǎn)弱于縱向擴(kuò)張，我們只考慮流體在縱向方向上的擴(kuò)張，可把流體作為1+1維流體處理。因此我們研究的是1+1維流體動(dòng)力學(xué)。

1 Khalatnikov勢相關(guān)的流體動(dòng)力學(xué)末態(tài)帶電粒子的快度分布

2 結(jié)束語

文章中的流體被作為1+1維流體處理。熵流是關(guān)于1+1維相對(duì)論流體動(dòng)力學(xué)的溫度函數(shù)，且熵的快度分布由流體動(dòng)力學(xué)演化決定并不由重離子碰撞初始條件決定。我們由熵的快度分布得到了高能重離子碰撞中帶電粒子數(shù)密度的快度分布理論公式，理論結(jié)果與Brahms合作組得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果擬合得很好。

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作者簡介：張海利（1989-），女，江蘇鹽城人，碩士，從事重離子碰撞理論研究。