《RHIC能區直接光子的實驗研究》是依託山東大學，由楊馳擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：RHIC能區直接光子的實驗研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：楊馳
- 依託單位：山東大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
宇宙大爆炸理論預言在大爆炸發生後約幾十微秒的宇宙早期會產生一種特殊的物質形態-夸克膠子電漿 (QGP)。格點QCD計算預言了在高溫高能量密度條件下的從普通強子物質到這種夸克解禁閉的局部熱平衡物質的相變。位於美國布魯克海文國家實驗室 (BNL) 的相對論重離子對撞機 (RHIC) 通過高能重離子碰撞提供了一個在實驗室中研究這種強耦合夸克膠子電漿物質的環境，研究其行為和性質成為物理學家們非常感興趣的課題。 電磁探針因為不參與強相互作用，其一旦產生，在穿越相對論重離子碰撞產生的高溫高密物質時只受到很小的相互作用。這種探針如光子可以在碰撞演化的各個過程產生，被認為能夠攜帶來自各個過程中的信息。對其的研究能夠反映碰撞系統最直接最純淨的信息。本項目計畫使用虛光子方法對相對論重離子碰撞中產生的直接光子進行實驗測量，並在此基礎上進一步研究在STAR上用真實光子方法測量直接光子的可能性。
結題摘要
本項目圍繞RHIC能區直接光子的產生進行了三個方面的研究。 a、完成了RHIC-STAR上直接光子譜的首次測量。利用RHIC-STAR的金核-金核對撞數據進行了1-3GeV/c和5-10GeV/c橫動量下的直接光子重建。首次實現了使用虛光子方法進行大橫動量範圍的直接光子產額測量。在各箇中心度下都觀察到了來自於夸克膠子電漿熱輻射和強子氣體熱輻射的熱光子產生，並且來自於初始硬過程的直接光子譜符合沒有熱輻射的預期。該結果為解決重離子對撞中的“光子謎題”提供了關鍵的實驗測量。 b、發現非對心重離子對撞中的雙輕子相干光致產生。通過對RHIC能區極低橫動量的雙電子譜進行測量，首次觀察到了非對心重離子碰撞中的雙輕子相干光致產生。這種產生過程來自於光子-光子相互作用或光子-核子相互作用，並曾被認為是不能發生在有強子過程的核核碰撞中的。在引入了磁場效應後，碰撞早期產生的雙電子在磁場中偏轉引起的橫動量展寬效應可以更好的描述實驗測量值。模擬計算得到的磁場在10的14次方特斯拉量級，比擬甚至超過脈衝星的磁場。這一發現為夸克膠子等離子中強電磁場的存在提供了可能的證據，開闢了電磁探針研究的新方向。對此的後續研究將是十分重要而有趣的。 c、課題負責人作為主要貢獻者之一深入參與RHIC-STAR的探測器升級--時間投影室內徑升級和前向徑跡系統升級。這些升級可以有效提高電子及光子的鑑別能力。其中時間投影室升級可以提高探測器粒子鑑別的精度和接收度，結合已經完成的端蓋飛行時間譜儀可以把對電子的鑑別能力擴展到前向。正在進行研製的前向徑跡系統可以使得前向真實光子測量成為可能。
