【摘 要】
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现代物理认为,原子核中质子与中子的基本成分是夸克和胶子,但自然界中并不存在自由的夸克和胶子,它们被强相互作用束缚在核子内。这就是由量子色动力学(QCD)描述的夸克禁闭现象,同时QCD理论还表明夸克之间通过胶子转移的动量越大,夸克之间的强相互作用越小,夸克表现的行为越接近自由粒子的行为,即渐进自由现象。在RHIC和LHC进行的高能重离子对撞实验中,核子中夸克的禁闭被解除,产生了一种新的物质形态——夸
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现代物理认为,原子核中质子与中子的基本成分是夸克和胶子,但自然界中并不存在自由的夸克和胶子,它们被强相互作用束缚在核子内。这就是由量子色动力学(QCD)描述的夸克禁闭现象,同时QCD理论还表明夸克之间通过胶子转移的动量越大,夸克之间的强相互作用越小,夸克表现的行为越接近自由粒子的行为,即渐进自由现象。在RHIC和LHC进行的高能重离子对撞实验中,核子中夸克的禁闭被解除,产生了一种新的物质形态——夸克胶子等离子体(QGP)。由于QGP存在时间极短,实验上无法直接探测,因此发展出许多探针来研究QGP的性质。其中喷注淬火效应作为一种硬探针,已经成为研究夸克胶子等离子体的形成和性质的重要手段和方法。喷注淬火效应是指在碰撞初始阶段产生的大横动量部分子(夸克或胶子)穿过QGP介质时,与介质中的部分子发生多重散射诱发胶子韧致辐射而损失能量的现象。由于喷注淬火效应,相比于没有QGP介质形成的核子-核子(p+p)碰撞,核-核(A+A)碰撞中大横动量喷注的产额将会明显压低。本文首先介绍了微扰QCD理论框架下末态单举强子和喷注的散射截面,并回顾了高扭度方法中喷注辐射能量损失的计算。其次通过与实验数据比较得到p+p碰撞中整体喷注横动量谱参数化形式,并通过横动量谱向左平移ΔpT得到喷注淬火后核-核碰撞中整体喷注的横动量谱。ΔpT可以理解为喷注的能量损失,我们假定其与碰撞核子参与数Npart方根呈线性依赖,与喷注横动量pT呈指数依赖。随后和整体喷注RAA的实验数据比较得到了(?)TeV和2.76 TeV Pb+Pb碰撞中以及200 GeV Au+Au碰撞中整体喷注的能量损失ΔpT的参数化形式。最后在5.02 TeV和2.76 TeV Pb+Pb碰撞以及200 GeV Au+Au碰撞中,我们将高扭度方法计算所得喷注辐射能量损失ΔE与基于整体喷注横动量谱平移所得ΔpT进行了比较。我们的研究表明,高扭度方法给出的领头部分子在QGP介质中的平均辐射能量损失<ΔEa>与通过整体喷注平移得到的ΔpT存在较大差异。但是,定义以领头部分子为轴线的有一定锥角大小的整体喷注后,高扭度理论计算所得在大横动量区域喷注的平均辐射能量损失<ΔEjet>与ΔpT的大小接近。在边缘碰撞中,碰撞产生的QGP介质体积越小,喷注从介质中穿出所经历的路径也就越短,喷注的能量损失也就越小。高扭度理论和横动量谱平移两种方法给出的不同锥角大小的整体喷注能量损失的数值计算都表明,喷注锥角越小,喷注能量损失越大,而且喷注向外辐射胶子强度越大,说明辐射出的胶子主要在喷注轴附近。
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