文摘

QGP形成的奇异性增强签名在大型强子对撞机能量是认真解决在目前的研究。基于HRG,粒子的比率主要是奇怪和multistrange粒子在能量从较低的学习 13 TeV。奇异性提高明显出现在更高的能量,和比率是面临到可用的实验数据。使用宇宙射线粒子比率也研究了蒙特卡罗(CRMC)接口模型的两个不同的事件生成器,即1.99和EPOSlhc叙事诗,展示出良好的协议与模型计算在整个范围的能量。我们利用它们产生一些粒子比率。叙事诗1.99是用来估计粒子比率较低的能量从AGS的相对论重离子对撞机(RHIC),而EPOSlhc用于大型强子对撞机能量。k中介子的产生和λ粒子方面的研究意味着多样性在p p碰撞能量从4 - 26 GeV。我们发现HRG模型和使用事件生成器,叙事诗1.99和EPOSlhc,可以描述粒子的比例很好。此外,定额出局为不同的碰撞系统参数估计,如p p和Pb-Pb,大型强子对撞机能量使用这两种模型。

1。介绍

最重要的一个签名之间的相变强子物质“局限阶段”的夸克-胶子等离子体(QGP)“deconfined阶段”是奇异性增强,换句话说,奇怪的粒子的生产(1]。丰富的“s”夸克是一个有用的工具来分析重离子和质子-质子对撞实验。此外,大量的奇异性被认为是一个丰富的自由度。

奇异性增强结合在QGP胶子的存在,胶子的溶解迅速一双奇异夸克(2]。早期的研究探讨了从强子物质QGP相变3)和假设的想法化学和热平衡,反过来,发达的解释热力学在高温度和各种各样的化学势。

有人指出QGP包括同等数量的奇怪和antistrange夸克(4]。因此,奇异夸克的密度提高,更多multistrange强子。这在hadronization过程中发生5]。最近,一个好的评论(6)处理奇异性生产作为QGP的签名的形成。理论和实验过程除了解决nonstrange讨论QGP的签名等 抑制。

在目前的工作,强子共振气体(HRG)模型是利用作为一个强大的工具来分析强子的生产造成各种重离子实验如AGS、SPS (7,8],RHIC [9,10,大型强子对撞机(11]。这是除了调查RHIC的以前的工作,大型强子对撞机,NICA能量(12,13]。

更早的工作(1]研究了奇怪和nonstrange生产排除体积的框架模型与实验数据符合良好。奇怪的nonstrange比率分析,特别是介子和k中介子在正则系综(介子比率14]。结果显示系统的影响大小,并因此,峰值(角)的比率是注意到在不同的能量。另一个有趣的工作hadrochemistry应用系统规模的依赖关系(15]。有一个增强multistrange强子在high-multiplicity pp碰撞16]。

此外,粒子 重离子碰撞中有至关重要的作用[17在整个进化过程。这可能归因于他们的短暂的生命时报》( , ),分别,便于分析系统在不同时期。这些粒子的增强的贡献由于奇异性的提高至关重要。

粒子 生产研究[18在铅同位素(Pb-Pb)和质子之间(p p)碰撞在核子质心能量(=TeV)。良好的知识,教师在奇异性增强和论文审查其中提供(19]。

目前工作的主要目标是探讨奇异性增强的各种粒子比率等 , , , , , , , ,和 奇怪和multistrange粒子等 , , , , ,和 从低到高的能量使用不同的模型,即HRG叙事诗 ,和EPOSlhc。这两个事件生成器,叙事诗和EPOSlhc,通过CRMC接口执行模型产生上述粒子系综的100000事件融合选项打开。k中介子的产生和λ粒子方面的研究意味着多样性在p p碰撞能量从4 - 26 GeV。首先,我们使用两个事件生成器生成易于识别粒子和比较结果与现有的实验数据。这鼓励我们用它来生产的粒子没有实验数据。同时,定额出局参数,即the temperature ( )和重子化学势( ),估计结果的拟合结果HRG的组合模型使用粒子比率与LHC和EPOSlhc结果。所得的值和相比那些在裁判。20.]。

本研究的组织结构如下:在部分2强子气体的主要方程模型进行了讨论。一般介绍事件生成器提出了部分3。部分4介绍了获得结果。最后,结论部分表示5。

2。形式主义

在目前的工作,巨正则系综(GCE)是用于HRG的框架模型。GCE合奏中,能量自由交流与周围介质,所以粒子数不再是固定的。这样一个系统具有热力学性质,可以从全球教育运动获得配分函数。GCE已经严格守恒的量子数如电荷、陌生感和重子量子数。因此,全球教育运动的配分函数定义如下(21,22]: 在哪里是哈密顿,是不同的守恒的指控,相应的化学势, 是自然的单位( )。哈密顿在HRG包括所有自由度。然后,强子共振气体中的配分函数可以写成的配分函数和强子和共振如下21,22]: 在哪里分别指迹象费米子和玻色子; 与的质量”“粒子;和 是不安定的因素,是由21,22] 在哪里 ,和是奇怪,夸克和重子化学势,分别和 ,和是粒子的量子数对应物种” 。“这些量应满足守恒定律如陌生感, ,电荷和重子数, ,在哪里和原子序数和碰撞核质量数,分别。集成在方程(2)一直在进行““贝塞尔函数(22]。

因此,热力学量可以从方程(获得4)。然后,粒子的数密度是由(22] 在哪里 粒子的平均数量。为了包括所有强子共振衰变,平均数量可以写成 其中第一项表示热粒子的平均数量的物种和第二项代表所有共振贡献粒子多样性的物种“溴”代表粒子的衰变分支比( )。所有粒子比率计算使用方程(5)。

3所示。宇宙射线蒙特卡罗(CRMC)

CRMC是一个接口提供访问各种蒙特卡罗1.99事件生成器如叙事诗,EPOSlhc, SIBYLL 2.1/2.3, QGSJet 01 / II.03 / II。04 (23- - - - - -25]。CRMC提供了一个完整的背景描述考虑产生衍射。它是建立在各种类型的相互作用取决于Gribov-Regee叙事诗1.99和EPOSlhc等模型。

叙事诗1.99和EPOSlhc旨在解释宇宙和noncosmic空气淋浴和可以用来描述数据等各种碰撞系统的产生与质子间的“p p”和这个“便士”或deuteron-nucleus d-Au“黄金。其他(23)提出了一个现象学方法基于帕顿模型试图了解不同实验通过一个统一的方法。他们介绍了史诗,这代表节能量子力学多次散射的方法,基于部分子(帕顿梯子)off-shell残余,分裂帕顿梯子(23]。史诗是一种蒙特卡罗(MC)发电机重离子有效交互和宇宙射线空气簇射模拟(24]。叙事诗是面对相对论重离子对撞机(RHIC)和大型强子对撞机(LHC)的数据(23,24]。

这样(MC)模型是必不可少的分析探测器的验收,强子在宇宙中,和其他天体物理学的影响效应;他们所有的人都面对高能实验(24]。为了重现LHC数据(26- - - - - -28为p p], p-Pb Pb-Pb交互,Pierog et al。24模型中做出必要的修改。还有一个有前途的工作(29日从proton-oxygen)对未来的分析数据(p-O)反应在大型强子对撞机能量。然而,在后者,他们模拟了pseudorapidity光谱的带电介子,k中介子,和质子在13 TeV p p和p-O碰撞与CRMC 10 TeV。

在目前的工作中,我们利用两个不同的事件生成器叙事诗1.99和EPOSlhc [30.]0.001能量从13 TeV 100000事件/能源计算粒子比率 , , , , , , , , ,奇怪和multistrange粒子等 , , , , ,和 。叙事诗1.99是在7.7,11.5,19.6,27日,39岁,62.4,130,和200 GeV EPOSlhc执行为0.9,2.76,5.02,7和13 TeV Pb-Pb碰撞。由此产生的粒子比率来解释奇异性增强签名。

4所示。结果与讨论

在本节中,结果不同粒子的比例使用HRG模型提出了 到 TeV。所有结果与现有的实验数据。对于一些建议奇怪和multistrange粒子,缺乏实验数据;因此,我们使用两种不同的发电机。,EPOS 1.99 and EPOSlhc, to predict their results. Also, the freeze-out parameters, i.e.,和 ,估计结果的拟合结果HRG的组合模型计算粒子比大型强子对撞机的数据和EPOSlhc事件生成器的结果两个不同的碰撞系统,即。p p Pb-Pb, ,分别13 TeV。所得的值和比较裁判中给出的值。20.]。计算粒子的比率作为各种质量中心的能量函数被用来解释奇异性增强签名。

第一个实验数据的奇异性增强high-multiplicity pp碰撞提出了(31日]因为奇怪的和multistrange粒子。这些比赛结果激励当前研究的作者奇怪而multistrange粒子增强。此外,他们观察到有一个相似的生产之间的陌生感和碰撞high-multiplicity事件deconfined阶段的物质(即。QGP)形成。这个结论是影响在不同的有趣的作品(20.,32]。结果分为三组:(我)粒子多样性与质心能量

奇异性增强是一个信号的deconfinement ultrarelativistic重离子碰撞的地方有一个增强超子的收益率相对于p p核碰撞的33]。在本节中,史诗1.99事件发生器是用来预测均值奇异粒子的多样性, , ,和 ,从从p p碰撞能量 到 GeV的速度范围 如图1。结果遇到那些以NA61 /发光实验[33]。叙事诗1.99事件生成器是成功很好描述的多样性见图1(一)。在的情况下 ,有一个小的偏差 和19 GeV如图1 (b)。的多重性粒子预测的史诗事件生成器如图1.991 (c)和有一个良好的协议与实验数据取自33]。(2)粒子比率与质心能量

粒子与的比率包括一些重和奇怪的粒子HRG模型和计算了这两个事件生成器,即。1.99和EPOSlhc史诗,从各种各样的能量 到 TeV。重子化学势的依赖和温度对质心能量是来自[34],它有一个参数化的协议(35]。 在哪里 GeV和 GeV⁻¹。温度也可以定义的质心能量(34]。 在哪里在GeV和 兆电子伏。夸克奇怪和multistrange粒子的结构建议这是列在表中1。

不同粒子的依赖比率在大型强子对撞机能量从GeV TeV研究形式美而言HRG模型。图2说明了奇怪的比率nonstrange粒子(上半部分)等 和纯nonstrange和奇怪的比率(下图) 与能量的中心。这些比率是面对实验数据(36- - - - - -38],叙事诗1.99(在低能量下使用)和EPOSlhc(用于高能量)事件生成器 TeV。图2(一个)显示了重要的粒子的比例 这是作为描述工具来描述量子色动力学(量子色)的奇异性增强。这一比率显示了一个高峰 GeV称为角难题,可能被视为一个迹象的相变量子色。叙事诗1.99事件生成器可以描述最低NA61 /发光数据由p p碰撞能量的中心 和12.5 GeV和最高的明星Pb-Pb碰撞 GeV虽然EPOSlhc事件生成器可以描述爱丽丝数据 TeV。各种能源的预期结果显示有一个奇怪的迅速增强粒子只有在比率( )在数据2 (b)和2 (d)。然而,图2(一个)显示了一个单调增加(角) GeV,然后开始减少和增加能量,一个明确的死亡在纯nonstrange粒子随着能量图等2 (c)。

图3介绍了粒子的能源依赖比率 , ,和 与实验数据相比来自[36- - - - - -381.99)和估计的结果来自叙事诗和EPOSlhc事件生成器。我们注意到角难题比例中又出现了 还在GeV能源的范围。

数据4和5显示一系列奇怪的和multistrange粒子等 , , , , , , ,和 计算在HRG的框架模型,与获得的结果相比1.99叙事诗和EPOSlhc事件生成器。很明显,大多数的奇怪和multistrange粒子显示奇异性增强的能量增加13 TeV。的 (18)比率显示了快速增强GeV和平稳增加能量。这确保了奇异性增强是一个强大的签名的夸克胶子等离子体(QGP)建立在非常高的能量。(3)拟合 - - - - - -调优

最近,拟合与粒子的比率和碰撞在裁判。32,47]。他们发现HRG模型符合很好,大规范的描述是有效的多样性最高。图6显示了一个拟合计算粒子之间的比率,即。,粒子表所示2使用方程(HRG的模型5),大型强子对撞机的数据(20.使用方程()和EPOSlhc事件生成器的结果,9)和碰撞系统的能量分别为5.02和13 TeV。

这是发现在5.02伏特的电压碰撞,理论结果与实验数据相比,安装一分之一之前的研究(20.]。在未来的工作中,我们将专注于p p碰撞48在LHC 7 TeV),多重性和高碰撞在2.76电子伏特的能量49- - - - - -52)由于其重要性在极端条件下强子物质的研究。

提取的化学定额出局温度和重子化学势如表所示3。看来,hadronization发生在135伏和小0.6兆电子伏,相比之前的一项研究[20.hadronization发生在)140 - 160伏 (景深:自由度)。然而,在裁判。20.),安装粒子比率是3只;目前的工作是接近最低温度 兆电子伏。另一方面,预期的临界温度在53)是 兆电子伏。(iv)分析粒子的比例

HRG的统计结果之间的适合模型和大型强子对撞机的数据和EPOSlhc事件生成器完成如下: 在哪里和代表粒子的实验和计算值比,分别。实验结果的误差。

在目前的工作,所有的强子和共振实现粒子的数据组(PDG) 11 GeV [17]。主要的点表3是数据相当好同意Pb-Pb碰撞,但显示了p p碰撞的巨大差异。这个注意是标志在前面的工作32),不同系统之间的大小和使用规范和巨正则系综,后者的使用在目前的工作。

5。结论

鉴别在目前的工作,各种奇怪,和multistrange粒子比率作为不同中心的大规模能量函数研究了使用各种模型,即HRG模型,1.99叙事诗,EPOSlhc事件生成器。使用两个事件生成器的目的是预测的粒子比率没有测量。结果事件生成器和HRG模型与现有的实验数据和显示一个好的协议的整个范围 。研究了奇异性增强的奇异粒子多样性和依赖的质心能量粒子提到比率。粒子,包含一个奇怪的夸克的生产或multistrange夸克是增强。奇怪的粒子是翻倍的比例从0.5到1能量 13伏特的电压;这显然是数据所示4和5。这样没有夸克粒子碰撞核(Pb-Pb)或碰撞的核子(p p)。因此,增强这些粒子被认为是一个很强的探针的QGP的形成。特别是,可能产生奇异夸克物质的deconfinement阶段。对奇异性增强,EPOSlhc事件发生器与与HRG模型用于奇怪,nonstrange, multistrange粒子;是阐述Pb-Pb碰撞。

拟合HRG的结果与实验数据有重要影响的使用规范和巨正则系综,后者持有全球保护不同的量子数。不同乐团进行了的比较(32),得出的结论是,不同的集合体之间存在差异和各种碰撞系统大小等 , ,和 。最后结论促使作者扩展这个研究不同的乐团在TeV的大型强子对撞机能量范围。

数据可用性

数据支持这个系统的审查或荟萃分析来自之前报道的研究和数据集,已被引用。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

本文已经永久arXiv标识符分配2105.14303。