横向动量、中心和参与者核子数依赖的椭圆流

文摘

组合框架的多源和participant-spectator模型,研究了椭圆流横动量的函数和的核子参与的数量GeV Au-Au和TeV Pb-Pb碰撞和认为,最初的几何重叠区域的冲突决定了实验测量方位不对称。我们的结果大约在协议与数据从凤凰和爱丽丝合作。

1。介绍

椭圆流的一个关键可见研究夸克胶子等离子体(QGP)的属性在高能碰撞的早期阶段创建和生成热,致使集体扩张的问题。近年来的实验在相对论重离子对撞机(RHIC),最重要的发现之一是大椭圆流非中心nucleus-nucleus碰撞,这是一个集体行为的明确指示。作为集体的一个签名,流在相对论性核碰撞,椭圆流也观察到AGS和SPS。在热力学,初始能量密度引起的不对称分布在最短的方向的一个较大的压力梯度椭圆形介质,可以把生产的空间各向异性热物质流的动量分布各向异性可衡量的末态粒子(1,2]。因此,椭圆流的主要兴趣研究从其灵敏度非常早期阶段的系统属性在系统进化。

椭圆流是更好地理解的信息数量热致密物质的属性创建在高能碰撞的初始阶段。此外,研究椭圆流依赖碰撞几何提供了洞察热化的程度,传输系数和状态方程(EOS)的生产中3,4]。为了符合椭圆流,水动力模拟显示,需要一个非常小的剪切粘度(5,6]。相信一个强耦合的QGP (sQGP)在RHIC创建像一个近乎完美的流体(7]。理想流体动力学已经成功地解释观察到的集体流在低横向动量(5,6]。此外,许多合作,比如明星合作(8),凤凰合作(9),和爱丽丝协作(10),参与这个领域。理论描述或实验分析,可以很容易的找到椭圆流横动量的函数(9- - - - - -11),速度或pseudorapidity [12,13),中心或影响参数(百分比14,15),横向动能(11),归一化粒子多样性(14),等等。

椭圆流量化的二次谐波傅里叶系数最终状态的方位角度分布粒子对反应平面;也就是说, 在哪里方位的角度,事件平面角,尖括号表示统计平均在许多粒子和事件。在我们以前的工作(16),我们调查了椭圆流的横向动量依赖Au-Au碰撞在Pb-Pb RHIC能量和碰撞在大型强子对撞机能量。在这项工作中,我们关注的依赖椭圆流横向动量和参与者的数量,这是直接关系到中心和格劳伯模型中的怪癖。椭圆流依赖的几何碰撞尤为重要,随着流动被认为严重依赖于初始空间各向异性。因此,我们的模型的基本思想是,角方位各向异性与第一阶段的几何碰撞,投影重叠区域的形状的杏仁与长轴垂直于飞机的交互。本文组织如下。节2介绍模型和公式,建立多源模型之间的连接(17,18)和participant-spectator模型(19]。节3我们提出我们的结果,与实验数据进行比较。部分的讨论和总结4和5。

2。椭圆流和参与者的核子

为了了解椭圆流依赖横向动量和参与的核子数,我们使用多源模型(17,18和participant-spectator模型的几何图19在这项工作。通过拟合数据,我们会发现两个模型之间的联系。

首先,我们简单地描述了多源模型。nucleus-nucleus碰撞的初始阶段,许多主要核子核子碰撞发生。主要的核子核子碰撞可以被视为一个排放源在中间能量或几高能源。主要的参与者的核子碰撞概率参加级联碰撞。同时,粒子在主要生产或级联核子核子碰撞概率参加二次碰撞与后者的核子和其他粒子。每级联碰撞(或中学)也被认为是一个排放源或几个来源。许多这样的末态粒子的发射源预计将在碰撞过程中形成的,并且每个粒子源排放被认为是各向同性的其他帧的源。有发射源之间的交互由于力学和电磁效应。的相互作用将导致从各向同性发射源离开。为了描述各向异性源,源模型中介绍了变形和运动(17,18,21]。源的其他框架的三个动力组件,,考虑粒子具有相同的高斯分布的标准差。动量的分布组件和是

考虑到交互与其他排放源,源会有变形和运动和轴;动量组件将被修改 在哪里和代表的变形和运动排放源,分别。一般来说,不同的或可以与不同的中心事件(或参数)的影响。ultrarelativistic核碰撞的非零影响参数重叠区域在横向平面上有一个短轴(),这是影响参数和长轴平行垂直于参数的影响。中部地区的各向异性碰撞是由重叠区域的杏仁形状(3,22,23),它是由压力梯度转换为动能不对称。越来越多的粒子发射用系数和各向异性强度,它是直接对最初的空间几何的变化敏感。随着重叠的扩展,系统变得更加球形,淬灭本身逐渐的驱动力。的增加或粒子的碰撞,产生的各向异性的动力降低。因此,对于相关的中心,不是一个常数,而是一个函数的势头。我们设置经验函数 的膨胀系数显示的大小和扩张和表示的贡献和,分别。(3),横向动量的联合概率密度函数和方位角度是 然后,给出了椭圆流 在哪里是粒子的方位角度,尖括号表示在许多粒子和事件统计平均,然后呢是一个事件平面角和定义为 为了方便,我们也可以计算出横向动量和椭圆流使用蒙特卡罗计算: 在哪里,,,表示随机数字。

抛射体核的传入的方向是沿轴,反应平面的定义是飞机。中心之间的最小距离的目标和弹体核碰撞是表示参数的影响。在火球participant-spectator模型(19),最后释放的粒子复合系统由弹体和目标核之间的重叠。根据participant-spectator模型nucleus-nucleus碰撞,参与者是两个原子核的重叠区域,和观众是重叠区域外的其他部分。使用participant-spectator模型的几何概念,目标中的核子数和弹丸的参与者 分别在哪里和是弹丸半径和目标。核均匀分布的密度函数,重核质量数大于16日有一个费米分布(24]。然后,我们有 分别在哪里,(),表示归一化常数、核半径分别和皮肤深度。作为参数调频和调频,非盟+盟,调频,调频,Pb +Pb,基于数据从低能量electron-nucleus散射实验(25]。虽然非盟和Pb核的核密度实验电荷密度,中子密度的差异对参与者的核子的数量几乎没有影响。两个参与者的核子总数

从上面的讨论,可以清楚地看到之间的相关性和计算几何结构命名participant-spectator模型。是一个容易理解的数量直接关系到计算中心和怪癖的格劳伯模型。然而,我们也想知道椭圆流之间的关系和参与者的数量。所以,这自然是多源模型介绍了从以前的作品。

3所示。与实验数据进行比较

在图1,我们将展示椭圆流作为横动量的函数对生产的强子= 200 GeV Au-Au碰撞和= 2.76 TeV Pb-Pb碰撞。这些符号代表凤凰协作的实验数据(20.)和爱丽丝协作(10]。曲线是我们的计算结果不同,由拟合数据和向心性百分比的函数在图2(一个)。其他参数用于计算和(图1(一)),和(图1 (b)),它是由拟合数据和增加能源中心和中心是独立的。很明显,增加而在低地区,是预测的理想的水动力计算。观察到的饱和烃或减少在该地区GeV /。然而,理想的水动力模型计算表明,增加而在这个区域(4]。可以看到,计算结果与实验数据在整个协议对所有关注的中心地区。

膨胀系数的平方值用于图1显示在图2(一个)通过不同的符号标志。很明显,倾向于更外围的饱和碰撞(> 50%)。我们发现,除了饱和区域的值大约正比于中心百分比。的几何关系的影响参数(27),我们有 坚持一个很高的精度,但是最外围的碰撞,然后呢代表非盟的核半径(Pb)。然后,扩展因数的依赖在是获得并显示在图吗2 (b)。增加线性增加的影响参数从最中央(0 - 10%)mid-peripheral(40 - 50%)碰撞。从图1,我们注意到外围的碰撞就越趋于饱和(> 50%)= 200 GeV Au-Au碰撞和= 2.76 TeV Pb-Pb碰撞。所以,它呈现有一个饱和逍遥法外。如图2 (b)饱和发生在调频。除了饱和区域的值表现出一个线性依赖参数的影响。这种线性关系对应于一个范围从最中央(0 - 10%)mid-peripheral(40 - 50%)碰撞。Au-Au和Pb-Pb碰撞,在线性(或non-saturation)地区,我们获得和,分别。斜率为Pb-Pb碰撞增加了在Au-Au碰撞。

在重离子碰撞中,初始几何量等参数的影响和碰撞区域的形状不能直接决定实验。然而,它是可能的与椭圆流和数量的观察粒子碰撞的中心。用百分位中心的碰撞,初始几何配置可以通过模型来估计(23,27- - - - - -30.]。椭圆流而言,杏仁形状的交互卷无心的碰撞中产生的压力梯度转换成一个动量的不对称。最终粒子,发射源之间的相互作用与热也密集的物质来源和结果在动量空间的方位各向异性扩张31日]。

拟合的数据,使用的参数计算。然后,结合上述之间的线性关系和(12),我们可以计算出椭圆流作为一个参与者核子数的函数在= 200 GeV Au-Au碰撞和= 2.76 TeV Pb-Pb碰撞,如图3(一个)和3 (b),分别。这些符号代表凤凰协作的实验数据(20.)和爱丽丝协作(26]。很明显,随的增加而减小。可以看到,除了一个外围碰撞(非常低),计算结果与实验数据基本一致对于不同的横向动量范围。

4所示。讨论的结果

我们提出了方位各向异性的结果使用椭圆流的函数和在GeV Au-Au碰撞和= 2.76 TeV Pb-Pb碰撞。椭圆流依赖也被描述为范围广泛的横向动量值多源模型的框架中。的参数在模型被用来反映动量的扩张。一个各向同性发射对应扩张的因素。值得注意的是,详细对比计算结果和实验数据证明了这一点线性增长的影响参数从最中央(0 - 10%)mid-peripheral(40 - 50%)碰撞。的行为是由于改变最初的初始偏心火球从中央到边缘的事件在每个中心(32,33]。分析相结合的多源模型和participant-spectator模型,双微分流量系数可以获得。发现除了外围的碰撞,结果与实验数据基本一致的凤凰和爱丽丝合作。

我们的治疗相关性是非常简单的。根据participant-spectator模型(23),参与者核子数在给定参数的影响可以计算的几何图像。是一个容易理解的数量直接关系到计算中心和怪癖的格劳伯模型。的膨胀系数在多源模型(17,18是相关的(或中心百分比通过拟合的数据),一个线性关系和获得通过的现实描述核几何格劳伯计算(24]。在这种情况下,之间的联系和通过是建立在两个模型的综合框架。这样的几何计算将有助于了解基线的重离子物理LHC的核几何。未来的重离子实验,在RHIC和LHC,将进一步推动我们对核几何的理解。

椭圆流源于最初的重叠量的空间各向异性非中心nucleus-nucleus碰撞。最丰富的数量在更好地理解问题的本质和属性在高能核碰撞。理想的水动力模型计算再现质量的顺序在相对较低的但过度的值对于所有中心垃圾箱(34]。要理解QGP的粘滞性质,耗散最近被应用于流体动力学解释的实验数据通过包括剪切和体积粘性的影响35- - - - - -37]。研究椭圆流在我们的简单模型,系统在动量空间扩张可以量化,显示扩张的因素表示参数的影响,这是相关参与者的数量使用的现实描述核几何格劳伯计算(24]。

5。摘要和结论

总结起来,利用多源模型的框架相结合(17,18)和participant-spectator模型(19),我们调查了椭圆流nucleus-nucleus碰撞中产生的末态粒子。依赖的模型能够描述椭圆流横向动量和参与者的数量(或中心)。模型过于简单几何nucleus-nucleus碰撞的照片。然而,它被证明是有用的了解各向异性分布和势头(或中心)依赖各种椭圆流。特别是,这个模型成功的描述(伪)速度和多样性分布产生的粒子(17,18]。的描述,目前的工作是一个成功的尝试。

确认

这项工作是由中国国家自然科学基金支持下批准号11247250,没有。10975095也没有。11005071,全国人才培养的基本基金(J1103210),山西省自然科学基金批准号下2011011001,中国社科院的开放研究课题Sciences-Large-Scale科学设施(2060205)。

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