Анизотропия угловых распределений частиц в столкновении релятивистских ядер и кварк-глюонная материя

• Автор: Эйюбова, Гюльнара Ханларовна
• Шифр специальности: 01.04.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 124 с. : ил.

Оглавление
Введение

I Столкновения релятивистских ядер

1.1 История вопроса

1.2 Образование сгустка кварк-глюонной материи

1.3 Глобальные свойства сгустка материи

II Азимутальная анизотропия частиц в ядро-ядерных столкновениях

II. 1 Коллективные анизотропные потоки частиц

И.2 Экспериментальные данные RHIC и их интерпретация

11.3 Азимутальная анизотропия частиц в нецентральных ядро-ядерных столкновениях при энергиях LHC в модели HYDJET++

11.3.1 Эллиптический поток г>2 в модели HYDJET++

11.3.2 Вычисление угла плоскости реакции
11.3.3 Сравнение методов вычисления коэффициента «2
III Установка CMS на коллайдере LHC
III. 1 Большой адронный коллайдер
111.2 Общее описание установки Компактный мюонный соленоид (CMS)
111.3 Программное обеспечение для моделирования и анализа данных на CMS
111.4 Вычисления азимутальной анизотропии частиц для трекерного детектора
IV Корреляционные структуры в угловых распределениях частиц
IV.1 Адронные струи
IV.2 Струи и струйные корреляции в эксперименте по ядро-ядерным столкновениям
IV.3 Конус Маха и идея глюонного черенконского изучения
IV.4 Выделение двумерных структур в угловых распределениях частиц с помощью вейвлет-метода
V Коллективный поток в протон-протонных столкновениях
V.1 Модель неполной термализации
V.2 эксцентриситет и область перекрытия в эйкональном приближении
V.3 Результаты вычислений в эйкональном приближении
V.3.1 Эксцентриситет, площадь перекрытия и множественность события
V.3.2 Оценка эллиптического потока в pp-столкновениях при энергии

Заключение
Приложения
А Модели HIJING и PYTHIA
В Методы вычисления параметра азимутальной анизотропии
С Вейвлет-преобразование
Список литературы

Введение
Актуальность темы Теоретическое и экспериментальное исследование свойств ядерной материи в условиях экстремально высоких температур и плотностей энергии является одной из актуальнейших задач современной физики высоких энергий, вызывающей растущий на протяжении последних 20 лет научный интерес. Достижение деконфайн-мента ядерной материи и образование нового сверхплотного состояния вещества — кварк-глюонной плазмы (КГП) — предсказывается статистической Квантовой хромодинамикой (КХД) для сильновзаимодействующих систем с достаточно высокой температурой (> 200 МэВ) и/или плотностью барионного заряда. Согласно современным космологическим представлениям, кварк-адронный фазовый переход имел место в ранней Вселенной в первые микросекунды после Большого Взрыва. Особую актуальность данная тематика приобретает в связи с запуском в 2009 г. Большого адронного коллайдера (Large Hadron Collider — LHG) в Европейском центре ядерных исследований ЦЕРН. Эксперименты с пучками тяжелых ионов на Большом адронном коллайдере дадут уникальную возможность воссоздания в лабораторных условиях существовавшей на самых ранних стадиях развития Вселенной прото-материи, изучение свойств которой представляет значительный интерес как с точки зрения понимания природы фундаментальных взаимодействий и происхождения элементарных частиц, так и для проверки современных теорий рождения и эволюции Вселенной.
В настоящее время накоплен значительный экспериментальный материал по исследуемым проблемам, полученный на ускорителе SPS в ЦЕРНе и коллайдере RHIC в Брукхейвенской национальной лаборатории США. Ряд полученных данных свидетельствует о проявлении коллективных эффектов на партонном уровне и говорит в пользу гипотезы формирования нового сверхплотного состояния ядерной материи (например КГП) в наиболее центральных соударениях тяжелых ионов, хотя

:/_ч AuAu,/s=200GeV р,р -АЧ °пУ~ г Жт\ 'к+,к-L жл,д - 9 5 т г 9.52 “о тт О v . -9.8 °о„г_ с* «А*- А а»1 . ; (b) PbPb,/s=5500GeV г P,p : ° n+,n : T K'JCK0,]? A A, A, X’sX's г * ф ; 1115
| 1 м 11 111111! I-I I | 111111111111 м j 1 i“i i p- ; AuAu, hydro part <>т ., у*0***- ... t
56780 1 2345678
рт [GeV/c]
Рис. 11.9: рз’-зависимость полного эллиптического потока (верхний ряд) и его гидродна-мической компоненты (нижний ряд) в модели НУВЛЕТ-Ь+ для различных типов частиц. Слева: ЛаЛа-столкновения при энергии у/ё = 200 ГэВ. Справа: РЬ-РЬ-столкновения при у/ё = 5.5 ТэВ. Центральность для обеих сталкивающихся систем с = 42%.
Рт > 3 ГэВ/с.
Кроме того, исследована зависимость эллиптического потока от различного сорта частиц (рис. II.9). Характерная особенность данной модели заключается в том, что она описывает не только упорядоченность по массе значений г>2 в диапазоне малых рт (как и в других гидродинамических моделях), но и экспериментальное пересечение мезонной и барионной “ветвей”.
Легкие частицы, такие как пионы, каоны, имеют больший поток, чем тяжелые. С другой стороны, наклон их рт-спектра более крутой (рис. 11.10). В результате множественность мягкой части у тяжелых частиц больше, чем у легких, а жесткая часть начинает доминировать частиц при больших значениях поперечного импульса Рт, как можно видеть из рис. 11.10. Следовательно, поток г>2(рт-) начинает спадать позднее для тяжелых частиц, а для легких раньше, происходит пересечение ветвей