Статистическая механика сильновзаимодействующей материи при высоких плотностях энергии и процессы множественного рождения

• Автор: Горенштейн, Марк Исаакович
• Шифр специальности: 01.04.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Киев
• Количество страниц: 236 c. : ил

Глава I. ГВДРОДИНАЪВДЕСКАЯ ТЕОРИЯ МНОЖЕСТВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ .... 9 §1. Эффект испарения частиц в гидродинамической модели
Ландау

§2. Скейлинг в гидродинамической модели Ландау с предельно

жестким уравнением состояния и вязкостью

§3. Масштабно-инвариантные решения в гидродинамической

теории множественных процессов

Глава II. ФАЙРБОЛЬНЫЙ МЕХАНИЗМ МНОЖЕСТВЕННОГО РОЖДЕНИЯ

ЧАСТИЦ .'

§1. Файрбольная модель электро-позитронной аннигиляции

в адроны

§2. Файрбольная модель кумулятивного рождения частиц в

адрон-ядерных соударениях
Глава III. СТАТИСТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА КВАРК-ГЛЮОННОГО МЕШКА
§1. Кварк-глюонный мешок как статистическая система в
изобарическом ансамбле
§2. Кварк-глюонные мешки с ненулевым барионным числом
§3. Критические точки статистических систем и распределение
по множественности
Глава IV. ЦВЕТОВЫЕ СТЕПЕНИ СВОБОД В СТАТИСТИЧЕСКОЙ МЕХАНИКЕ
КВАРК-ГЛЮОННЫХ СИСТЕМ И ЭФФЕКТЫ КОНЕЧНОГО РАЗМЕРА.. 100 §1. Синглетная статистическая сумма кварк-глюонного газа
с $ И ( А/ )-цветовой группой
§2. Поправки конечного размера в решеточной термодинамике
калибровочных полей
Глава V. ФАЗОВЫЙ ПЕРЕХОД МЕЖДУ АДРОННОЙ И
КВАРК-ГШЮННОЙ МАТЕРИЕЙ
§1. Точно решаемая модель фазового перехода между
адронной и кварк-глюонной материей
§2. Роль S(X(3)-цвета в проблеме фазового перехода
между адронной и кварк-глюонной материей
§3. Отсутствие предельной температуры и фазовые переходы
в ван-дер-ваальсовских моделях адронного газа
§4. Модель фазового перехода в барионной системе
кварк-глюонных мешков
Глава VІ. ПРОБЛЕМА СИГНАЛОВ КВАРК-ГЛЮОННОЙ ПЛАЗМЫ
И ФАЗОВОГО ПЕРЕХОДА
§1. Параметры фазового перехода адроны-кварки и возможности их экспериментального измерения
§2. Соударения тяжелых ионов высоких энергий и
диагностика кварк-глюонной плазмы
Заключение
Литература
Статистическая адронная физика возникла как основа статистического описания процессов множественного рождения при высоких энергиях в работах Ферми [I], Померанчука[2], Ландау[3^.Важным этапом в развитии статистических моделей множественных процессов явилась формулировка Хагедорном [4] модели статистического бутстрапа, в которой, по-видимому, впервые был поставлен вопрос о необходимости построения новой статистической механики для системы сильновзаимодействующих частиц. Физический анализ этих статистических и гидродинамических моделей дан в обзоре Фейнбер-га[5]. Следующим шагом было введение элементов динамики множественных процессов при статистическом изучении дуальных резонансных моделей[б].
В подходе[4]на основе гипотезы статистического бутстрапа было найдено, что плотность числа адронных состояний растет экспоненциально с энергией. На основании этого был сделан вывод о наличии "предельной температуры", выше которой существование адронных систем невозможно. В дуальных моделях число адронных резонансов также растет экспоненциально. Анализ динамики множественных процессов в рамках дуальных моделей показывает,однако, что вместо предельной температуры здесь существует некоторая "критическая температура"[7]. Если адроны не являются элементарными образованиями, а представляют собой связанные состояния более фундаментальных составляющих - кварков, то экспоненциальный рост плотности числа состояний действительно может означать не предельную температуру, а присутствие точки фазового перехода, когда происходит освобождение кварков[8].
Интерес к изучению статистической механики сильновзаимо-действующей материи резко возрос в последние несколько лет.

В развиваемой нами модели адронная струя - это движущийся файрбол. Тогда зависимость (2.3) полностью определяет распределение поперечных импульсов вторичных частиц. Универсальное поведение (2.1) связывается в этом случае с фундаментальным параметром файрбола - его температурой То :
Т0 = Щ - 0,16 ГэВ
Масса файрбола является в предлагаемой модели свободным параглет-ром и подбирается из сравнения с экспериментом.
В однофотонном приближении в реакции е+е'|—>■ адроны виртуальный фотон диссоциирует на кварк и антикварк[85], которые уносят равные импульсы. Поскольку кварки имеют спины 1/2, их угловые распределения даются формулой
Т(е*) = -({ + С041е*) (2.4)
■о* 4. —
где У - угол между направлением движения кварков и осью ее -соударений.
Рождение адронов происходит в два этапа:
Кварки > движущиеся кластеры = адронные струи. На первом
этапе происходит образование кварк-антикварковых пар и формирование бесцветных кластеров (файрболов). Второй этап - статистический распад файрболов во вторичные адроны. Пусть - энергия е+е~ - пары в системе ц.м. При небольших энергиях
=(2 -г 3) ГэВ происходит образование одного файрбола, покоящегося в с.ц.м. При ^ 5 ГэВ рождение частиц будем предполагать происходящим от распада двух равных по массе кластеров, движущихся с равными по величине и противоположными по направлению импульсами ± £ и угловым распределением (2.4). Одночастичная функция распределения дается тогда выражением