朗道流體模型在相對論重離子碰撞中的應用.pdf

1、相對論重離子碰撞是上個世紀八十年代興起的物理學前沿課題，是粒子物理和核物理的之間的交叉學科。它主要是研究在高溫，高能量密度這樣的極端條件下的核碰撞產生的粒子的行為，以及核子集體作用的行為。探究由QGP（夸克膠子等離子體）物質轉變?yōu)閺娮游镔|的相變情況。由于夸克的禁閉作用，實驗產生的QGp僅存在非常短的時間，所以直接測量粒子的行為是非常困難的。因此，必須采用一些模型來解決上述困難。流體力學模型因此在本領域中得到廣泛應用，用于描述碰撞系統(tǒng)的時

2、空演化并抽出熱密物質的特性。
　　流體力學模型在高能碰撞中的應用最早由Landau在1951年提出，發(fā)展到今天，已經出現(xiàn)了3+1維的粘滯性流體，并且開始考慮逐事件的起伏帶來的影響。在這里我們主要采用朗道流體模型，它是1+1維的，事件平均的流體。而且最初的考慮也僅僅針對于對心的碰撞。因此它有較大的局限性，不便分析非對心碰撞中的橢圓流，也不期望它可以圓滿的解釋對心碰撞的實驗數(shù)據。相反，我們的策略是，根據最新的實驗數(shù)據和這個理論模型計算

3、結果的差距，來考察這個模型中所缺少的橫向膨脹可以帶來的效果。另外，我們采用了不同的狀態(tài)方程(EquationofState)以及冷凍出粒子的條件(Freeze-OutCondition)進行了對比計算，考察狀態(tài)方程和冷凍條件對計算結果的影響。雖然1+1維的Landau流體有很多的局限性，但是它計算流程完整而且簡潔，可以比較直觀的考察上述因素的物理效應，得出可靠而有用的物理結論。
　　本文首先介紹了朗道流體模型，如朗道流體模型所選取

4、的狀態(tài)方程、冷凝(FO)條件、核碰撞能量、初始能量密度等。然后回顧了朗道流體模型的縱向膨脹、橫向膨脹和最后的錐形運動的計算方法。在這樣的框架下，我們得到了計算粒子數(shù)分布的基本規(guī)律，從中我們體會到了利用朗道流體模型解決核碰撞的簡便之處。
　　接著我們繪制了在√SNN=200Gev，的中心金金碰撞產生的粒子的快度分布譜線，因為碰撞后產生的絕大多數(shù)粒子是pions，因此我們用pions來模擬所有粒子的快度分布譜線。包括考慮溫度的快度分布

5、譜線和沒有考慮溫度影響的快度分布譜線，以及橫質量分布譜線。然后與實驗數(shù)據對比分析，我們從圖中看到要想與實驗數(shù)據很好的吻合，在計算得到的粒子數(shù)分布公式前面需要乘以一個常數(shù)因子，而這個常數(shù)因子，我們猜想是由于選取朗道流體模型，在考慮縱向膨脹的時候忽略了橫向膨脹所引起的。
　　為了驗證我們的猜想，我們接著選取不同的FO條件，由原來的τFO=2a到ε=εFO，繪制圖像，從圖中我們得到了相變的溫度很高，而要想從QGP變?yōu)閺娮?，溫度不應該很?/p>

6、。于是我們選取了不同的狀態(tài)方程，使相變的溫度降低，從而繪制圖像分析，從圖中我們看到了，雖然換取了LQCD狀態(tài)方程能使得相轉變溫度降低，但是與實驗數(shù)據仍然有差距。在此，為了更精確的描述實驗結果，我們還研究了隨著出射粒子的質量的增加，這些粒子的分布譜線。都得到同樣的結果。因此，我們肯定，這些差距正是由于朗道流體模型沒有考慮橫向膨脹的原因引起的。
　　最后，我們得到了如果想要更精確的描述高能核碰撞，就必須考慮出射粒子的橫向膨脹。特別是，