胶子饱和13.ppt

1、20111206,本文的结构： 一、色玻璃凝聚态介绍 二、流体力学介绍 三、将色玻璃凝聚态与流体力学结合 四、理论分析与实验结果 五、总结,一、色玻璃凝聚态介绍 1、色玻璃凝聚态描述的是核在碰撞前的一种状态 。 Colour: 胶子是带色的，共有8种颜色。 Glass:描述高能物理的场演化比自然标度时间要慢，并且是无序的。它就像玻璃，在长时间内是无序的，短时间内是有序的。 Condensate:在核里面有高密度的无质量的胶子。这些胶子堆积在一起，直到相空间密度足够高，阻止更多的胶子来占据。随着能量的增加，迫使胶子占据更高动量态，所以耦合变得很弱。胶子密度在 时，是一个多粒子玻色凝聚态。 2、C

2、G是广泛描述所有高能强子和核相互作用的一种方法。,色玻璃凝聚态介绍,CGC,经典模型：MV模型,量子演化效应：DGLAP方程，BFKL方程,CGC是一种高密弱耦合非微扰状态，没有理论支持，只能应用模型计算,PRD49,3352；PRD50,2225；PRD49,2233,3、大横动量的胶子会不断辐射小横动量的胶子，小横动量的胶子将会去填充剩余空间。,色玻璃凝聚态介绍,强子内随着x减小，胶子发生饱和，,x是指胶子的动量分数,饱和并有意味着胶子数目停止增长， 它仅仅意味着大于某一尺度的胶 子会停止增长。,胶子分布不变化的时的动量定义为饱和动量。,4、胶子饱和现象,在x很小时才发生饱和，即小x问题,

3、hep-ph/0202270,对饱和与饱和度的理解,化学中定义溶解度为：在一定温度下，某固态物质在100克溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量,在有限的核内，在一定的能量情况下，胶子数目达到饱和时的胶子横动量大小,通过对比化学溶解度与胶子饱和，我们对饱和度作如下定义:,5、两个碰撞核的饱和,定义两个饱和度，,为了保持对称性，加上绝对值,注：文中,Pt can be interpreted as the intrinsic transverse momentum of the glue at high parton densities.(PRD59. 094002),Kt is the transv

4、erse momentum at which we measure the correlation functions(i.e. the transverse resolution of the exernal probe. (PLB510:145-154,2001 ),为参与碰撞的胶子的横动量。,为产生胶子的横动量,6、末态带电粒子多重数分布,A,B,微分散射截面,NPA747（2005）609-629,对横动量分区,（1）、,在这个区域内，两个核都在饱和区；,、,都取,A,饱和：,（2）、,在这个区域内，核 处于饱和区，而核 处于不饱和区；,取,A,取,B,（3）、,核 与核 都不饱和。,

5、、,B,都取,末态带电粒子多重数分布为：,NPA747（2005）609-629,这就是DM的最终公式， 它是假设碰前的胶子分布就是末态带电多重数的分布。这个式子表明，末态带电粒子多重数分布与碰撞前两个核的状态关系非常 大（即核是否饱和关系很大。）,利用上式拟合实验数据，得到实验图为：,可以看出DM模型在中心快度区描述相当好，但在大快度区与实验相差较大。出现这种情况的可能原因是：碰撞后胶子的会经历时空演化过程！,Bjorken model,1、在足够高的能量下，把粒子产额写成快度的函数的时候，中心区域有一个平台结构。 要求：质心系中，时空演化的 两个碰撞核看起来是一样的（即要求它们是对称的）。

6、例如：两个碰撞核在碰后的很短时间内，是洛伦兹收缩的，并且以光速向相反的方向运动。,二、流体力学介绍,上述假设是要求高度对称的，那么两个核在碰撞前也应是高度对称的。这些对称性满足流体力学方程的对称性。,对于大核的中心碰撞，在碰撞轴附近，流体的膨胀沿碰撞轴方向，并且是各向同性的。在中心位置，流体速度为零，但两边的流以z/t的速度沿纵向膨胀。在横向距离比较大时，应考虑横向流的效应。,J. D. Bjorken, Phys. Rev. D 27, 140 (1983).,在局域静止系中，流体膨胀时，能 量密度变化关系为 ，其中 温度变化关系为：,这说明膨胀过程中，在局域静止系情况下，能量变化很慢，温度

7、变化也非常慢。末态粒子的产额与流体力学演化的过程的细节关系不大，而与碰撞早期在中心区域沉积的能量关系较大。,DM对动量分数的定义,NPA 747(2005)609-629,DM arXiv:hep-ph/0602063 PLB523(2001)79中也采用这个公式计算,根据需要选择x的定义.,三、将色玻璃凝聚态与流体力学结合,1、对DM理论进得修正,高能重离子碰撞导论 p294,由DM PLB523(2001)79文章定义,其中:,PLB523(2001)79,其中,2、完整的DM模型,A,B,DM采用的x,我们采用的x,采用以上公式，x用上述两种情况均会产生如右图的情况。,基于以上的分析与偿

8、试，我们考虑加上流体力学演化过程 。,3、cooper 理论,Cooper-Frye理论中假定局域静止系中动量分布是各向同性的并且可以用观测粒子的玻色分布或费米分布来描述。,不变单粒子在动量空间分布为：,散射截面为：,F. Cooper and G. Frye, Phys. Rev. D 10, 186 (1974). Nucl-th/0404039,最后末态带电粒子多重数分布为：,在一维空间中，对某一快度y,碰撞核中的胶子密度为 ：,、碰撞核子在很短时间（几个fm/c）内达到热来衡（或者局域热平衡），CGC系统中产生的胶子在很短时间内达到局域动力学平衡和化学平衡。 、在热化过程中，快度分布不

9、会发生改变。,DM加流体力学得到的末态带电粒子多重数分布为：,Nucl-th/0404039,基于Bjorken模型，我们认为：在时空演化中我们并不关心什么时候产生QGP，什么时候产生化学平衡，什么时候产生热平衡。我们只关心什么时候 产生末态带电粒子多重数；也就是在末态带电粒子多重数产生之前，我们都认为只存在胶子。,能量高，胶子大量存在的时间长，时空演化的时间也长，形成末态带电粒子多重数的时间就应该长，如果用一个参量 来恒量，则能量大， 就大。同时对于非对心碰撞，胶子存在的时间也很较长，如图。,的物理意义：,四、理论分析与实验结果,PHYSICAL REVIEWC83, 024913(2011

10、),实验数据来源于：,分析与结论：,1、模型对高能情况拟合得非常好，对低能低中心度情况拟合得较差，但比DM模型情况要好。原因在于DM模型适用于高能情况， 本模型在DM模型上修改而来，也有一定的局限性。 2、修改x的定义应该后，使得原来上翘部分有一定的降低，实际是削弱了x对大赝快度区的影响。 3、加上流体力学演化后，使得理论与实验符合得很好，说明碰撞前状态的胶子分布并不能完全描述末态多重数的分布，碰撞后的演化很重要（特别是对能量很大的部分子。） 4、从上面图形可以得出，能量高流体力学演化对大赝快度区的影响很大。能量把DM模型上翘部分完全降下来。,5、对同一中心度，从 理论拟合可以看出，随着能量的升高， 值增大。其物理背景可能是：能量升高时，部分子能量大，碰后的部分子离碰撞点较远，相互之间 的距离也远，它们结合形成末态强子时间变长。 6、对相同能量 ，中心度越低时， 值越大，产生这一现象的可能原因是：大量的部分未参与碰撞，它们跑到离碰撞点较远，相互之间的距离也较远，形成末态强子的时间变长。,五、总结,1、文章对DM模型进行了修改，对x的修改完全从DM公式出发，修改后对拟合结果有一定的改善， 但效果不是很明显。 2、通过把胶子饱和作为流体力学的初始条件，进行流体力学演化后，拟合实验结果较好，特别是对大赝快度区的改善是非常可观的。