多样性中心的依赖关系波动从流体的方法

文摘

作为一个可能的信号上的临界点的下落量子色相图,最近,重离子碰撞中多重性波动已经引起关注。这是一个重要的观察光束能量相对论重离子对撞机的扫描程序。在这项工作中,我们研究中心的依赖的多重性最近的波动对测量明星合作。利用流体的方法,本研究致力于非关键方面的现象。具体而言,除了热波动,有限体积修正,和共振衰变定额出局表面模型关注系统的水动力性能的扩张和event-by-event初始波动。据悉,真正的信号临界点后只能获得适当减去背景;后者是在目前的调查工作。除了实验数据,我们的结果也比强子共振的气体,以及传输模型。

1。介绍

量子场理论所描述的,一个静态的属性系统位于附近的一个固定的点都是由它的普遍性类,各自的临界指数。后者决定了不同可见之间的比例关系,以及幂律差异的相关物理量,如相关长度和粒子的波动。事实上,它一直在猜测,量子色物质的手性相变是二阶的,有关量子色的自发对称性破真空。然而,量子色的nonperturbative性质带来了巨大的困难,分析方法的重正化群理论。因此,必须求助于数值或现象学方法。晶格量子色模拟(1,2)发现了一个光滑的交叉消失重子密度和大型奇异夸克质量的限制。另一方面,在有限化学势,一个通常转向模型计算。大量的努力(3- - - - - -7]表明一阶相变的发生在强子和夸克-胶子等离子体(QGP)。因此,一阶相变的临界点预计行终止。

中创建的炎热和致密物质重离子核碰撞,然而,并不是一个静态的系统。它发展的时间和可以通过附近的临界点。此外,定额出局超曲面,强子成为主要自由粒子和流探测器,不一定是接近临界点。尽管如此,预计合成最终状态强子携带有价值的关键信息的现象。

在理论方面,许多努力一直致力于主题(8,9]。作为一个极其复杂的问题,它可能是治理的同时通过不同的机制。有效场理论在有限温度下被用来评估粒子多样性的时刻。它是由所谓的猜测模型(10- - - - - -12),更高的时刻敏感的阶段结构量子色。具体而言,多样性分布的归一化四阶累积量可能碰撞能量的非单调函数。关于这一事实重离子碰撞中创建的系统发展迅速,它是必不可少的考虑系统演化的动力学效应。Tentatives沿着这个思路(13还会导致各种各样的模型。例如,手性流体动力学(14- - - - - -17)将物理划分为两个部分。一方面,夸克自由度的治疗在平衡热浴,发展主要是依照一个流动的画面。另一方面,手性领域负责携带对称性自发破的物理,和引发的过渡是标量夸克的密度场。在最近的一个版本的手性模型中,一个合成朗之万方程用于描述手性领域。除此之外,另一个重要因素,即临界慢化,由另一个方法,实现水电+模型(18]。这里的物理问题是,附近的临界点,时间尺度,以达到当地的平衡变得与全球平衡。还有其他相关的特性,都是至关重要的,即使是在传统的流体动力学的框架,由于存在一个临界点。其中包括修改状态方程(EoS)、热(19),非平衡态(20.)、定额出局表面波动和实验的不确定性和削减,除了其他的贡献21,22]。

在实验方面,持续的能量光束扫描(BES)计划(23- - - - - -27在相对论重离子对撞机(RHIC)致力于探索量子色的相图。

程序执行非盟+非盟碰撞从3.0到62.4电子伏特。因此,临界点的性质问题,如果有的话,可能会被数据。反过来,测量,是针对量子色物质的重子密度高的地区。具体而言,底层物理测量量是敏感而平易近人的实验。较高的累积量守恒的指控,以及他们的组合,是很有前途的候选人回忆上面的讨论。事实上,测量BES-I波动进行了多重性的进一步安排BES-II项目,和最近备受关注的文学。

对于后者,净电荷守恒的条件是明确认为,和显示的效果是可观。此外,共振衰变了造成不可忽视的偏离纯统计分布(28- - - - - -30.]。在大多数情况下,结果(30.- - - - - -35)显然是符合实验数据(36,37]。

目前的工作包括努力解决多重性波动从流体动力学的角度。这是一个关于最近[进一步进展38使用流体的模型)来评估多重性波动。我们的方法没有明确涉及关键的物理现象正如上面提到的,但它的目的是提供一个估计的背景信号从一个主要热化扩张系统。事实上,据悉,很大一部分的多重性测量波动来自于热波动。这已被证实的计算通过使用强子共振气体(HRG)模型的上下文中要么巨正则系综(GCE) [30.- - - - - -32]关于守恒的指控或正则系综28,29日,33]。本模型考虑热波动通过全球教育运动的形式主义。同时,体积校正和共振衰变关于强子发射是在代码中实现的。水动力演化解决利用光滑粒子流体动力学(SPH)算法。在我们的方法中,每个流体元素,用一个SPH粒子,对应于量子全球教育运动。关于系统的信息记录在定额出局表面扩张。

剩下的纸是组织如下。在下一节中,我们简要地回顾我们的流动的模型,以及热力学波动和共振衰变。介绍了数值模拟的结果和讨论部分3。最后一部分是结束语。

2。多重性波动的水动力的方法

在本节中,我们简要描述模型用于本研究。的时间扩张SPheRIO[描述的系统39),理想的相对论性流体的流体动力学代码基于SPH算法。用离散的拉格朗日坐标,个人流体运动是模仿,被称为SPH粒子。目前,我们忽视任何耗散效应,假设Cooper-Frye突然定额出局一个恒定的温度。后者,如下面所讨论的,提供了基线评估热波动在相应的地方其他框架。在目前的研究中,模型参数的确定,繁殖实验数据对于粒子光谱(40- - - - - -47]。

定额出局表面,每个SPH粒子被视为量子GCE在给定温度。因此,一个水动力事件可以被视为GCE乐团由SPH粒子的集合。如前所述在裁判。38),我们没有明确纳入全球定额出局表面电荷守恒。有人指出进展最近关于实施规范或microcanonical系统流体的方法(48]。

在水动力的方法,每个流体元素被认为是在当地的平衡。通常,体积在静态均匀系统应该被类时3-surface 。SPH方法的情况下,后者进一步表达了SPH的自由度。具体而言, 在哪里和动量和能量的释放强子,分别下标吗表明粒子种类、金额进行了SPH粒子,和代表的总熵和熵密度 - - - - - -分别th SPH粒子。 的上下文中定义一个静态统计系综comoving框架,将在下面讨论)。随后,粒子数的统计平均值

它是直接显示,协方差 再次, 的上下文中定义静态统计系综。高阶的形式时刻可以用类似的方式(38]。

event-by-event基础上,强子个体发出SPH粒子,在其comoving参照系,可以视为一个统计系综。对于后者,粒子数量波动都进行了广泛的讨论,和相关的结果可以在裁判。49]。具体而言,居住密度的GCE平均值和方差在动量空间阅读(28,29日] 在哪里是温度, 物种的粒子质量和化学势吗 ,分别为,对应于玻色(+ 1),费米(−1),或玻耳兹曼(0)统计数据。

在我们的方法中,不同粒子的波动是独立的物种以及不同的动量空间;协方差读取 在哪里 和 ,定义在方程(5)。

通过总结不同动力状态,粒子的平均数量的物种被发现是

方差和协方差可以计算如下:

此外,更高的多样性统计时刻像偏态分布 和峰态 也是特别重要的。这些量可以被评估,结果表达式可以找到阑尾的裁判。38]。

共振衰变可以考虑采用母函数方法中引入Ref。28]。一般来说,共振衰变带来额外的波动在热力学上的。

3所示。数值结果和讨论

我们进行了水动力模拟非盟盟+碰撞在200 GeV利用SPheRIO代码不同中心窗口。每个事件的参与者的数量减去,和事件从而重组按照喜神贝斯项目的现有数据(26,27]。

集成电路是由使用NeXuS [50,51]。从模拟结果提出以下实施980年事件为0 - 5%,6% - -15%的1039事件,1138事件的15% - -25%,25% - -35%的1112事件,994事件的35% - -45%,45% - -55%的966事件,事件和985年的60% - -80%中心窗口,分别。参与者的数量从个体中提取事件,然后分配给各自的中心的垃圾箱。对于给定的本,参与者的平均数量,以及集成电路,计算。随后,流动的计算是由采用平均IC。

在图1,我们显示粒子的动力学计算波动率 , ,和 功能的参与者的数量。根据定义,数量测量偏差的比率p /π的Poissonian分布。具体而言,它读取

水动力模拟的结果和UrQMD以及HRG的SPheRIO模型提出了与明星合作的数据(26]。

SPheRIO结果显示一个相当一致的数据中观察到的趋势。也获得了类似的协议传输模型,UrQMD。这两种方法在本质上不同于静态系统,HRG的衰变模型与共鸣。后者并不取决于音量或整体多样性。另一方面,它是观察到的结果SPheRIO或UrQMD规模和多样性。这表明有限体积的差异可以归因于系统与系统相关联的扩张,在两个模型。中央碰撞,获得的依赖的动态波动SPheRIO和UrQMD计算不太突出,和大小接近HRG模型。,进入周边碰撞,中心的依赖越来越明显,尤其是当 。流体的观点,从纯粹的热合奏的观察区别是由于不均匀和各向异性定额出局表面元素,这是源于IC。周边碰撞,IC变得更加不规则的流动的画面开始失败。event-by-event初始条件,它已经被观察到(38)的多重性波动成为主导因素。因此,从理论的角度来看,目前的框架提供了一种可能性分离几种不同来源的多样性的波动,即热波动,共振衰变,流体的扩张,和初始状态event-by-event波动。任何上述因素可以开启和关闭独立于他人,可以单独进行各自的影响。

在图2,我们提出各种各样的累积量比率SPheRIO获得的在不同的中心。HRG模型的相应结果也显示。这颗恒星测量(37)非盟+非盟在200 GeV碰撞。的产品和确定粒子数量累积量的比率,可以评估使用各自的定义和定额出局表面的信息。特别是,预计为理想Poissonian分布等于1。因此,计算量措施偏离一个静态均匀古典乐团。水动力的方法,这样的偏差来自于不均匀性,集体运动,共振衰变,event-by-event IC波动。数值,结果HRG模型表明,共振衰变并不意味着一个重要的作用,在比较与其他因素。SPheRIO结果的情况下呈现类似的趋势 和 ,相比那些星数据。这表明一个重要的一部分,净电荷波动可以理解的框架内一个适当的方法,考虑了系统的扩张。另一方面,合成 ,尽管非零的,发现相对微不足道的 和 。它尤为明显,当一个人比较那些与实验数据之间的差异和HRG的结果。根据定义,峰度涉及贡献到第四个粒子分布的时刻。相比其他两个量,它衡量高等多重性的时刻波动和临界现象(可能更敏感10,11]。而流动的模型捕获的特点 和 ,同样的方法证明是无法复制的主要特性测量 。峰度水动力结果不与HRG的显著差异。事实上,系统扩展的影响似乎推结果进一步对“错误”的方向发展。因此,推测的实验观察nonmonotonical依赖峰度中心可能意味着至关重要的信息,因为它可能是一个有趣的可观察到的关于目标捕捉关键信息的临界点。不幸的是,它的范围的方法。

4所示。结束语

总而言之,这项工作致力于研究重离子多重性波动的中心依赖核碰撞SPheRIO利用流体的模型。我们的方法是集中在一些非关键方面的多重性波动。这是因为除了关键临界点附近的现象,许多其他可能的来源也影响到多重性波动。从实验数据中提取相关信息,这些被波动需要仔细减去。由HRG先前的研究模型,热波动的影响,有限体积校正,研究了共振衰变。目前的模型仍然持续的努力包括进一步附加功能编码的定额出局。

结果是HRG的相比,UrQMD模型和实验数据。总的来说,对于现有的数据,SPheRIO获得的结果表明,流体的膨胀有关中心中扮演着重要的角色的多重性波动的依赖。从理论的角度来看,计算中心的依赖可能会提供一个方案分离各种关于多样性的非关键方面波动的影响。它可能是有意义的进一步开展关于其他方面,比如EoS的影响,尤其是对于地区有限的重子密度。正在进行进一步的研究这个方向。

数据可用性

实验数据用于支持本研究的发现可以找到相关的引用。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

我们感谢有价值的讨论与ν徐,瓦格拉希,戴De-Chang,马修Luzum。我们感激地承认金融支持企业管理学院德帕罗尽管做Estado de基金会从圣保罗(FAPESP)必须占州政府,Fundacao de帕罗里约热内卢一个邻近的尽管如此做(FAPERJ),慰问Nacional de Desenvolvimento Cientifico e学府(CNPq)和Coordenacao de Aperfeicoamento de Pessoal de含量比(披肩)。在项目开发工作的一部分INCTFNA Proc。464898/2014-5。这项研究还支持科学计算中心(NCC / GridUNESP)的圣保罗州立大学(UNESP)。

引用

1. z Fodor和s·d·凯特晶格量子色的临界点的确定有限的T和μ”,高能物理学杂志》上,卷2002,不。3,2002。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
2. f . Karsch“晶格量子色热力学结果,”2002年,http://arxiv.org/abs/0103314。视图:谷歌学术搜索
3. m·a·Halasz公元杰克逊,r . e . Shrock m . a . Stephanov和j·j·m·Verbaarschot“量子色的相图”,物理评论D,卷。58岁的没有。9日,1998年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
4. j·伯格和k Rajagopal颜色超导和手性对称性恢复在非零重子密度和温度,”1999年,http://arxiv.org/abs/9804233。视图:谷歌学术搜索
5. m . Stephanov k Rajagopal,大肠Shuryak“三重临界点在量子色的签名,”物理评论快报,卷81,不。22日,第4819 - 4816页,1998年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
6. t·m·施瓦兹、s p . Klevansky和g . Papp”相图和散装热力学量Nambu-Jona-Lasinio模型在有限温度和密度,”物理评论C,60卷,不。5,1999。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
7. z Fodor和s·d·卡茨临界点的量子色有限的T和μ晶格物理夸克质量的结果,“高能物理学杂志》上,卷2004,不。4、2004。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
8. m .川和m .北泽俊美”守恒的指控在相对论重离子碰撞的波动:介绍,“粒子和核物理方面的进步卷,90年,第342 - 299页,2016年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
9. 罗x和n .徐”寻找量子色临界点守恒量的波动在相对论重离子碰撞RHIC:概述,“核科学和技术,28卷,不。8,2017。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
10. m·a·Stephanov“非高斯量子色临界点附近的波动,”物理评论快报,卷102,不。3,2009。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
11. m·a·Stephanov“峰度量子色临界点附近的迹象,”物理评论快报,卷107,不。5,2011。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
12. b . j . Schaefer m·瓦格纳,“量子色three-flavor模型的临界区和更高的时刻,”物理评论D,卷85,不。3,2012。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
13. k . Paech h .储料器,a . Dumitru,“手性临界点附近的流体动力学”物理评论C,卷68,不。4、2003。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
14. d . t .儿子和p . Surowka”,与三角形异常流体动力学”,物理评论快报,卷103,不。19日,2009年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
15. m . Nahrgang s Leupold c·哈罗德·m·布莱西,“非平衡手性流体动力学包括耗散和噪音,”物理评论C,卷84,不。2、2011。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
16. m . Nahrgang c·赫罗尔德s Leupold Mishustin,和m·布莱西”的损耗和噪声对波动的影响手性流体动力学,”物理学杂志G:核和粒子物理,40卷,不。5,2013。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
17. c·哈罗德·m·Nahrgang i Mishustin, m·布莱西”手性流体动力学显式传播的Polyakov循环,”物理评论C,卷87,不。1,2013。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
18. m . Stephanov和y阴水动力学参数减速和波动在临界点附近,”物理评论D,卷98,不。3,2018。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
19. j . Li周宏儒。徐,和h的歌,“非关键波动的指控,(净)(净)质子从iebe-vishnu混合模型,”物理评论C,卷97,不。1,2018。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
20. l .江·李和h的歌,“量子色临界点附近的波动相关,”物理评论C,卷94,不。2、2016。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
21. m . Hippert e·s·弗拉加,e·m·桑托斯”寻找量子色动力学中的关键和虚假波动临界点,“物理评论D,卷93,不。1,2016。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
22. m . Hippert和e·s·弗拉加“多重量子色临界点附近的波动,”物理评论D,卷96,不。3,2017。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
23. b·莫汉蒂和明星合作,“星实验结果从光束RHIC能量扫描项目,“物理学杂志G:核和粒子物理,38卷,不。12,124023页,2011年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
24. l . Kumar“明星RHIC光束能量扫描之后的结果,“核物理学一个卷,904 - 905页256 c - 263 c, 2013。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
25. c .杨“恒星光束能量扫描第二阶段物理和升级,”核物理学一个卷,967年,第803 - 800页,2017年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
26. h .王研究粒子比波动和电荷平衡功能在RHIC, [P.h.D。论文)密歇根州立大学,2012。
27. l . Adamczyk j . k . Adkins g . Agakishiev et al .,“梁能源依赖的时刻净电荷多样性分布在非盟+非盟在RHIC碰撞,“物理评论快报,卷113,不。9日,2014年。视图:谷歌学术搜索
28. 诉诉开始,戈伦斯坦,m . hau v . p . Konchakovski和o . s . Zozulya“多样性hadron-resonance气体的波动。”物理评论C,卷74,不。4、2006。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
29. f . Becattini答:Keranen、l . Ferroni和t . Gabbriellini“多重性波动与准确的守恒定律,强子气体”物理评论C,卷72,不。6、2005。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
30. j .傅“更高的时刻net-proton多样性分布在重离子碰撞化学定额出局,”B物理快报,卷722,不。1 - 3、144 - 150年,2013页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
31. j .傅”K /统计模型分析π和p /π重离子碰撞中波动。”B物理快报,卷679,不。3、209 - 213年,2009页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
32. j .傅“统计模型分析的粒子比重离子碰撞中波动,”物理评论C,卷85,不。6、2012。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
33. 黄永发。傅,“更高的时刻多样性hadron-resonance气体的波动与准确的守恒定律,“物理评论C,卷96,不。3,2017。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
34. f . Karsch和k Redlich探索定额出局条件在重离子碰撞时刻的波动,”B物理快报,卷695,不。1 - 4、136 - 142年,2011页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
35. p . Garg d . k . Mishra p . k . Netrakanti et al .,“强子共振气体守恒的数量波动模型,”B物理快报,卷726,不。4 - 5,691 - 696年,2013页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
36. t . j . Tarnowsky“电荷依赖和动态的扩展属性K/π,p/π,K/p从星实验波动。”Acta自然史Polonica B,5卷,不。2,p。515年,2012年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
37. j .的“高Net-Particle多样性分布的时候,”核物理学一个卷,956年,第323 - 320页,2016年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
38. h。妈,d,林k . et al .,“水动力结果多样性重离子碰撞中波动,”物理评论C,卷101,不。2、2020。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
39. y哈马、t .玉和o . Socolowski Jr .)“nucleus-nucleus碰撞的水动力模型,专题”巴西物理学杂志,35卷,不。1,24-51,2005页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
40. w l。钱,r·安德拉德o . Socolowski Jr, f·葛拉,t .玉和y哈马,“超子分布在200 GeV Au-Au平滑粒子流体动力学,”巴西物理学杂志,37卷,不。2 c, 767 - 769年,2007页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
41. w·l·钱·莫塔r·安德拉德et al .,“初始条件波动和流谐波分解。”物理学杂志G:核和粒子物理第41卷。。1,2013。视图:谷歌学术搜索
42. r·p·g·安德拉德f·葛拉,y哈马,t .玉和w·l·钱”的重要性粒状结构初始条件的椭圆流,”物理评论快报,卷101,不。11日,2008年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
43. w l。钱,r·安德拉德f . Gardim f·葛拉,和y哈马,“起源di-hadron trigger-angle依赖的相关性,”物理评论C,卷87,不。1,2013。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
44. d·m·杜德克w·l·钱c .吴et al .,“扩张状态方程对水动力的影响,光谱,流谐波、two-pion干涉”国际现代物理学杂志》上,27卷,不。7日,2018年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
45. w·m·Castilho w l。钱,f . g . Gardim y哈马,t .玉”水动力中心依赖的方法di-hadron相关性,”物理评论C,卷95,不。6、2017。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
46. w·m·Castilho w l。钱、y哈马和t .玉”Event-plane依赖与谐波di-hadron相关性v_n减法在水动力模型”,B物理快报卷,777年,第373 - 369页,2018年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
47. w·m·Castilho和w l。钱,“向心性和横向动量依赖dihadron相关性的水动力模型,”核物理学一个卷。974年,35-44,2018页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
48. d Oliinychenko和v .科赫Microcanonical Particlization与当地守恒定律”物理评论快报,卷123,不。18日,2019年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
49. l·d·兰道,“EM Lifshitz统计物理。”理论物理的5卷,第400 - 396页,1980年。视图:谷歌学术搜索
50. h . j . Drescher f·m·刘s Ostapchenko t . Pierog和k·维尔纳,“夸克-胶子等离子体的初始条件进化,”物理评论C,卷65,不。5,2002。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
51. h . j . Drescher m . Hladik s Ostapchenko t . Pierog和k·维尔纳,“Parton-based Gribov-Regge理论,“物理的报告,卷350,不。2 - 4、93 - 289年,2001页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索

版权

版权©2020马洪涛et al。这是一个开放分布式下文章知识共享归属许可,它允许无限制的使用、分配和复制在任何媒介,提供最初的工作是正确引用。这篇文章的出版由SCOAP资助³。