《单电子横动量谱和方位角各向异性分布——RHIC能区粲强子产生》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单电子横动量谱和方位角各向异性分布——RHIC能区粲强子产生（119页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、中文摘要单电子横动量谱和方位角各向异性分布一R H I C 能区粲粒子产生董昕中国科学技术大学，2 0 0 5 年6 月量子色动力学( Q C D ) 是一种描述强相互作用的基本的规范场理论。格点Q C D - 算预言在高温和低重子密度的条件下会产生从普通的强子物质到一种夸克解禁、局部热化的物质状态一夸克一胶子等离子体( Q G P ) 的相变。位于美国布鲁克海汶国家实验室( B N L ) 的相对论重离子对撞机( R m c ) 在头三年的运行中取得了大量的可喜的结果。这些结果都证明在R H I C 上已产生了一种新的高温、高密度的且具有很强的集体运动特征的物质，这种物质不能用强子物质的自由
2、度来描述。另一方面，在高能重离子对撞中，绝大部分粲夸克是通过初始的胶子聚合产生的。而且因为粲夸克很重，粲强子于是被认为是研究重离子碰撞产生的系统早期状态动力学的理想探针。本文我们给出一种测量方法一通过粲夸克半轻子衰变产生的电子来得到粲强子的产生机制。本文将给出在每核子对质心能量2 0 0G e V 的氘核一金核和质子一质子碰撞中、以及在每核子对质心能量6 2 4G e V 的金核一金核碰撞中的单电子横动量谱。同时还将给出在每核子对质心能量6 2 4G e V 的金核一金核碰撞中单电子的方位角各向异性( 椭圆流1 分布。在S T A R 探测器上，通过联合飞行时间探测器( 样机) ( T O F
3、 r ) 和时间投影室( T P C ) 中的电离能损( d E d x ) n - J 以鉴别出( 正) 电子。电磁过程产生的电子本底通过重建标记电子( 正电子) 和伴随正电子( 电子) 的不变质量来在统计上剪除。伴随径迹的重建效率从蒙特卡罗模拟中得到。这种方法可以剪除约9 5 的电磁过程本底f 光子转换和中性7 r 介子达刹兹衰变) 。非电磁产生的电子横动量谱便可以得到。在金一金碰撞中，由于预期的粲夸克产额很小，我们只给出单举电子谱和电磁过程本底电子的谱，以此来证明该方法7在金一金碰撞中的可行性。金一金碰撞中电子的方位角各向异性分布( 椭圆流) 通过重建事例平面的方法获得。电磁过程本底电子
4、的产额在每个6 区间通过上述类似的不便质量方法来获得。于是可以给出单举电子和电磁过程本底电子的椭圆流。氘核一金核碰撞中非电磁产生的电子横动量谱和直接重建的粲强子谱一致。通过对低横动量D o 的谱和非电磁产生的电子谱的联合拟合可以得到平均每核子对碰撞中粲夸克产生的总截面。中快度区的测量结果是d 盯是d r = o 3 0 士0 0 4 ( s t a r ) 士o 0 9 ( s y s t )m b 。这个结果比从低能量点延伸来的次低阶( N L O ) 微扰Q C D ( p Q C D ) 计算结果要高。粲夸克产生总截面的测量对研究在金核一金核碰撞中J 砧的产生机制很关键，而J 似的产生机
5、制将是判断Q G P 是否形成的强有力的证据。不仅总截面比理论计算要高，横动量谱也k r S p Q C D 预言的要硬，可能预示在R H I C 能区粲夸克有不寻常的碎裂函数。在金核一金核6 2 4G e V 碰撞中，电磁产生的本底电子与单举电子谱吻合，两者的椭圆流结果也吻合。这个结果与该能区预期的很低的粲夸克产额一致。这一方法在6 2 4G e V 金金数据中的成功实现确保我们在即将产生的大量的2 0 0G e V 金金数据中的分析得以进行。利用以后即将升级的全覆盖桶部飞行时间探测器和重味粒子探测器，我们可以在很大的统计量下进行很多粲夸克的测量：集体流效应、椭圆流、关联等等。这两个探测器的
6、升级还可以使得重建低质量端电子对的不变质量来研究矢量介子( u ，咖e t c ) 成为可能，这将会对R H I C 上可能的相变所产生的手征字称恢复给出解答。8A B S T R A C TO FT H ED I s S E R T A T I O NS i n g l eE l e c t r o nT r a n s v e r s eM o m e n t u ma n d A z i m u t h a lA n i s o t r o p yD i s t r i b u t i o n s ： C h a r mH a d r o nP r o d u c t i o na tR
7、 H I Cb yX i nD o n gD o c t o ro fP h i l o s o p h yi nP h y s i c sU n i v e r s i t yo fS c i e n c ea n dT e c h n o l o g yo fC h i n a ，H e f e i ，2 0 0 5Q u a n t u mC h r o m o d y n a m i c s ( Q C D ) i sab a s i cg a u g ef i e l dt h e o r yt od e s c r i b es t r o n gi n t e r a c t i
8、 o n s L a t t i c eQ C Dc a l c u l a t i o n sp r e d i c tap h a s et r a n s i t i o nf r o mh a d r o n i cm a t t e rt oad e c o n f i n e d ，l o c a l l yt h e r m a l i z e dQ u a r k - G l u o nP l a s m a ( Q G P ) s t a t ea th i g ht e m p e r a t u r ea n ds m a l lb a r y o nd e n s i
9、t y P l e n t yo fe x c i t i n gr e s u l t sf r o mt 强I I Ce x p e r i m e n t si nt h ef i r s tt h r e ey e a r sh a v ed e m o n s t r a t e dt h a tah o td e n s em a t t e rw i t hs t r o n gc o l l e c t i v em o t i o nw h i c hc a n n o tb ed e s c r i b e dw i t hh a d r o n i cd e g r e
10、e so ff r e e d o mw a sc r e a t e da tR H I CC h a r mq u a r k sa r eb e l i e v e dt ob em o s t l yc r e a t e df r o mi n i t i a lg l u o nf l m i o ni nh e a v yi o nc o l l i s i o n s S i n c et h e ya r em a s s i v e ，c h a r mh a d r o n sa r ep r o p o s e dt ob ei d e a lp r o b e st
11、os t u d yt h ee a r l ys t a g ed y n a m i c si nh e a v yi o nc o l l i s i o n sW ep r o v i d eh e r ea ni n d i r e c tm e a s u r e m e n to fc h a r ms e m i - l e p t o n i cd e c a y S i n g l ee l e c t r o nt r a n s v e r s em o m e n t u m0 T ) d i s t r i b u t i o n sf r o m2 0 0G e
12、Vd + A u ，P + pc o l l i s i o n sa n d6 2 4G e VA u + A uc o l l i s i o n s ，a n ds i n g l ee l e c t r o na z i m u t h a la n i s o t r o p y ( I ) 2 ) f r o m6 24G e VA u+ A uc o l l i s i o n sa r ep r e s e n t e d t ! l e c t r o ni d e n t i f i c a t i o ni sp e r f o r m e dw i t ht h ec
13、 o m b i n a t i o no ft h ep r o t o t y p eT i m e - O f -F l i g h td e t e c t o r ( T O F r ) a n dt h ei o n i z a t i o ne n e r g yl o s s ( d E d x ) i nt h eT i m eP 删e E t z o nC h a m b e r ( T P C ) P h o t o n i cb a c k g r o u n de l e c t r o n sa r es u b t r a c t e ds t a t i s t
14、 i c a l l yb yr e c o n s t r u c t i n gt h ei n v a r i a n tm a s so ft h et a g g e de + a n de v e r yo t h e rp a r t n e rc a n d i d a t ee 千P a r t n e rt r a c kf i n d i n ge f f i c i e n c yi se s t i m a t e df r o mM o n t eC a r l os i m u l a t i o n s M o r et h a n9 5 o fp h o t
15、o n i cb a c k g r o u n d ( p h o t o nc o n v e r s i o na n d7 r oD a l i t zd e c a y ) c a nb es u b t r a c t e dt h r o u g ht h i sm e t h o d T h en o n p h o t o n i ce l e c t r o nP Ts p e c t r u mi se x t r a c t e d I nA u + A uc o l l i s i o n sa t 厮= 6 2 4G e V ，d u et ol o wy i e
16、l do fc h a r mq u a r k s ，o n l yi n c l u 。s i r ee l e c t r o na n dp h o t o n i ce l e c t r o nP Ts p e c t r aa r ep r e s e n t e dt oi l l u s t r a t et h ef e a s i b i l i t yo ft h i sm e t h o di nA u + A uc o l l i s i o n s E l e c t r o na z i m u t h a la n i s o t r o p yi nA u + A u6 24G e Vi sc a l c u l a t e df r o mt h ee v e n tp l a m et e c h n i q u e P h o t o n i cb a c k g r o u n di ne a c h 西b i ni sr e c o n s t r u c t e
