高能碰撞唯象學

二十世紀80年代初，歐洲核子研究中心CERN建成世界第一台高能質子-反質子對撞機，碰撞質心能量提高一個數量級，全新實驗現象大量湧現。與德國柏林自由大學合作，研究這些新實驗數據，提出了高能強子-強子碰撞的三火球模型，奠定了其在國際高能唯象學領域中的地位。

基本介紹

• 中文名：高能碰撞唯象學
• 外文名：High Energy Collision Phenomenology
• 發現時間：80年代初
• 區域：歐洲
• 中心：歐洲核子研究中心

簡介

二十世紀90年代，國際上興起高能分形研究的熱潮。幾乎所有高能實驗組採用階乘矩方法尋找分形（反常標度性）的特徵現象，最終都歸於失敗，使研究陷入困境。我們率先指出，高能碰撞末態各向異性，而以往分形研究卻錯把它當成了各向同性。我們預言，高能強子-強子碰撞有各向異性的自仿射分形。這一預言在Phys. Rev. Lett.上登出，得到CERN實驗的證實，使高能分形的研究走出困境。由於該工作的國際領先地位，兩次主持召開該領域的系列國際會議ISMD，成為該系列國際會議核心組的成員。2006年成功召開了第11屆高能多重產生中的關聯與起伏國際研討會。

研究結果

理論研究表明，夸克膠子電漿QGP 相變將伴隨大的能量密度起伏。相關的實驗觀測是橫動量的逐事件起伏。由於測量的相空間區域各不相同，有關實驗組分析所得結果，存在分岐和不確定性，難於相互比較和理解。我們注意到NA22實驗的強子-強子碰撞數據，具有全相空間覆蓋、橫動量接收度截斷低等優勢，首次系統地給出橫動量起伏的相空間範圍依賴關係，並首次分析了起伏對事件多重數和單事件平均橫動量的依賴性。結果發表在Phys.Rev.Lett.上，被審稿人評價為“高度重要”，“非常有用”。

相對論重離子碰撞的高多重數特徵，使逐事件分析成為必要與可能。我們率先指出電荷平衡函式有縱向洛侖茲不變性，得到歐洲CERN和美國RHIC實驗的證實。

系統研究QGP強子化的重組合模型，成為國際上的一個主流模型（與美國奧列岡大學合作）。

非線性物理、複雜性科學與複雜網路動力學的唯象研究，處於初步階段。

空間粒子探測中，幾何因子是反演粒子能譜的關鍵參數.傳統的幾何因子以探測器的實際結構為輸入條件，通過數值計算的方法獲得。由於傳統的幾何因子沒有考慮粒子與物質相互作用的物理過程以及不同能檔間粒子干擾等因素對測量結果的影響，降低了數據反演的準確度。

一種改進的幾何因子計算方法，該方法的思想是在GEANT4程式中對探測器的實際結構建模、考慮粒子與物質相互作用過程，通過蒙特卡羅模擬的方法，得到探測器對不同能檔粒子的回響函式，並計算干擾粒子對幾何因子的影響。最終得到探測器不同能檔的幾何因子。利用該方法獲得的改進幾何因子對我國風雲三號衛星高能質子探測器的數據進行了反演，反演後的能譜更加符合空間物理公認的冪律譜分布，與POES衛星的實測結果比對表明：風雲三號衛星數據與衛星的數據具有很好的一致性，說明該方法能夠有效提高數據反演的質量。