Au+Au碰撞中质子、反质子关联与净质子数高阶矩的AMPT模型研究

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量子色动力学(QCD)预言了在极高温及重子数密度时,禁闭在强子内部的夸克会解除禁闭形成夸克胶子等离子体。在低温高重子化学势时强子到夸克胶子等离子体的相变属于一级相变,一级相变有一个终止点叫作QCD临界点。在高温低重子化学势时,强子将平滑过渡到夸克胶子等离子体。目前高能重离子碰撞实验的主要任务之一就是寻找QCD临界点。理论研究表明关联长度在临界点处会发散,守恒荷的高阶矩与关联长度是直接相关的,强子共振气体模型与第一性原理的格点QCD与理论计算表明高阶感应率(相当于矩)随着温度的增加或能量的增大,高阶感应率会出现非单调行为或者符号的改变。  最近的理论研究表明关联函数与高阶矩是直接相关的,并且指出高阶矩中混合了各阶的关联函数,关联函数可能会为寻找QCD临界点提供更加清晰的信号。低能中质子数关联函数对高阶矩的贡献的研究工作已经展开,其计算表明STAR实验数据结果中四阶矩(κσ2)在7.7GeV值偏大的原因是正的四阶关联函数的贡献,而导致在19.6GeV时偏小是因为负的二阶关联函数。然而,随着能量的增大,反质子的产额逐渐升高,此时计算高阶矩时反质子的贡献就必须同时也考虑进去。  为了具体研究关联函数中反质子的贡献,利用AMPT-SM(A Multi-Phase Transport Model with String Melting)模型,首次计算了RHIC能量下金金碰撞中净质子关联函数和混合关联函数。研究结果表明低能时(√SNN≤39GeV)负的二阶关联函数是四阶矩的主要贡献,随着能量的逐渐增大,三阶关联函数、四阶关联函数的贡献逐渐变得不可忽视;质子数、净质子数的关联结果表明反质子的贡献随着能量的增大不能被忽略,且越高阶的关联越需要考虑反质子的贡献。低能时质子的关联函数是主要的贡献,且在低阶关联中最为明显,随着能量的增大、关联阶数的增加,反质子的关联函数和混合关联函数的贡献逐渐增大,最终与质子的关联函数大小相当,它们的贡献不容忽视。只有把反质子的贡献加入到净质子数关联函数的研究之中才能为寻找临界点提供更加精确的信息。  最后,把输运模型的计算结果与RHIC/STAR的实验结果进行了对比,结果表明模型的结果并不能够描述STAR实验结果的非单调行为,因为AMPT模型中没有临界点的机制,所以我们的研究工作将作为非临界的物理现象的背景。
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