Численное моделирование свойств равновесной ядерной материи и динамики релятивистских столкновений тяжелых ионов

• Автор: Никонов, Эдуард Германович
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Тверь
• Количество страниц: 221 с. : ил

Оглавление
Введение

1 Математические модели ядерного вещества

1.1 Двухфазные модели ядерного вещества.

1.1.1 Двухфазная модель с адрон адронным взаимодействием по Зимани

1.1.2 Двухфазная модель с исключенным объемом. . .

1.1.3 Двухфазная модель с учетом странности

1.1.4 Термодинамика двухфазной модели со странностью.

1.2 Модель смешанной фазы.

1.2.1 Физическое обоснование модели смешанной фазы.

1.2.2 Математическое описание модели.

1.2.3 Термодинамика смешанной фазы.
1.2.4 Условия применимости модели
1.3 Модель смешанной фазы с учетом странности.
1.3.1 Статистическая модель смешанной фазы с учетом странности.
1.32 Термодинамика модели смешанной фазы со странностью.
1.3.3 Выход странности в модели смешанной фазы. . .
1.4 Численное решение уравнений математических моделей
ядерного вещества
1.4.1 Численные методы и алгоритмы решения уравнений двухфазных моделей
1.4.2 Численные методы и алгоритмы решения уравнений модели смешанной фазы.
2 Релятивистские гидродинамические модели ядерных столкновений из
2.1 Математическая формулировка гидродинамической модели ядерных столкновений
2.2 Модель ультрарелятивистских столкновений тяжелых ионов
2.3 Релятивистская одножидкостная модель столкновений тяжелых ионов
2.4 Численная схема решения уравнений одножидкостной гидродинамики.
2.5 Двухжидкостная гидродинамическая модель
2.6 Модификация численной схемы для решения уравнений двухжидкостной гидродинамики.
2.7 Программный комплекс для гидродинамического моделирования ядерных столкновений.
3 Вычисление наблюдаемых и визуализация результатов моделирования
3.1 Оцифровка графической информации.
3.1.1 Обзор существующих систем оцифровки графических данных.
3.1.2 Алгоритм оцифровки
3.2 Расчет наблюдаемых величин.
3.3 Визуализации результатов моделирования.
3.3.1 Обзор современных систем трехмерной визуализации
3.3.2 Графический стандарт .
3.3.3 Программа визуализации результатов моделирования
Заключение
П.1 Расчет наблюдаемых и сравнение с экспериментальными
данными.
П.2 Примеры компьютерной графики, демонстрирующие визуализацию процессов моделирования ядерных столкновений.
Литература


Клиентская и серверная часть системы архивации и поиска написана на языках Perl5, Javascript, и настроена па работу с web-сервером Apache 1. Данная система тестировалась в операционных системах UNIX (Linux Red Hat и FreeBSD). Здесь приводятся результаты гидродинамического моделирования ядерных столкновений, которые позволяют оценить, насколько хорошо могут быть описаны экспериментальные данные в случае использования того или иного уравнения состояния. Далее показано, что использование уравнения состояния модели смешанной фазы с достаточной степенью точности воспроизводит экспериментальные быстротные спектры таких величин, как распределение плотности числа частиц, поперечного импульса и т. В Приложении 1 приведены в виде графиков результаты расчетов и сравнение наблюдаемых характеристик с экспериментальными данными для различных моделей ядерного вещества. Данный виртуальный пульт позволяет управлять ходом вычислительного эксперимента в программной среде, близкой к аналогичному программному обеспечению, использующемуся для управления реальным физическим экспериментом [. Программа для визуализации написана на Е)е1рЫ 5. Vindows N . Примеры компьютерной графики, демонстрирующие эволюцию различных характеристик ядер, таких как, плотность числа частиц, температура, доля кварк-глюон пой плазмы, с течением времени приведены в Приложении 2. В Заключении сформулированы основные результаты, полученные в диссертации. Как уже было отмечено во введении, основной задачей моделирования процесса столкновений тяжелых ионов является обнаружение коллективных эффектов таких, как образование устойчивою сверхплотного состояния, нового вида ядер ной материи, кварк-глюониой плазмы и т. Поскольку описание процесса на основе релятивистской квантовой теории в настоящее время не представляется возможным, развиваются различные модели: гидродинамические, внутриядерных каскадов, классические (многих тел), ядерного "фай ер бол а" и т. Как показывают расчеты и сравнение с экспериментальными данными, наиболее перспективным подходом для описания эффектов, связанных с коллективным поведением ядерной материи, является гидродинамический подход. Гидродинамическое описание оперирует непосредственно с уравнением состояния ядерного вещества и позволяет с его помощью учесть различные коллективные эффекты. При этом основным предметом исследования является само уравнение состояния ядерного вещества. Сравнивая рассчитанные наблюдаемые характеристики с экспериментальными данными, можно оценить степень пригодности данного уравнения состояния для описания структуры ядерной материи. В данной главе описана модель ядерной материи с фазовым переходом деконфайнмента или модель’’смешанной фазы". Глава I. В главе 1 приведено физическое обоснование применимости данной модели для адекватного описания высоковозбужденной ядерной материи, образующейся в ядерных столкновениях. Сформулированы соответствующие уравнения. Описаны численные методы, примененные для решения данных уравнений. Описан соответствующий комплекс программ для численного решения данных уравнений. Приведены результаты сравнения данной модели с другими моделями ядерного вещества. Традиционно для описания свойств равновесной сильно нагретой и сжатой материи, образующейся в релятивистских столкновениях тяжелых ионов, используется двухфазная модель, физическая формулировка которой заключается в следующем. Рис. Здесь Н - релятивистский адронный газ, С^ОР - фаза кварк-глюон ной плазмы. Глава I. Деконфайпмент реализуется как фазовый переход первого рода при соблюдении условий равновесия Гиббса, которые формулируются следующим образом. Условие теплового равновесия означает равенство температур и двух фазах Т® = Тн, условие механического равновесия - равенство давлений = ри, условия химического равновесия равенство бариопных химических потенциалов ///? Наиболее известными среди двухфазных моделей являются модель с адрон -адронным взаимодействием по Зимани и модель с исключенным объемом. Двухфазная модель с адрон - адронным взаимодействием по Зимани. Математическая формулировка двухфазной модели с адрон - адронным взаимодействием по Зимани заключается в, следующем.