LHC重离子碰撞中直接光子产生及其方位角各向异性的实验研究

本项目将研究LHC能区重离子碰撞中直接光子的产生及其相对于反应平面的方位角分布的各向异性。我们将测量中性pi介子和光子（包括直接光子和背景光子）的横动量分布和方位角分布，确定它们方位角分布的傅立叶展开的第二谐波系数v2及其横动量分布；再分析直接光子与背景光子的产额比，利用该比值及中性pi介子和所有光子的v2，确定直接光子的v2及其横动量分布；最后，将测量结果与理论模型的计算结果相比较，研究在不同横动量区域直接光子的主要来源及其对直接光子的v2的贡献大小，探索椭圆流的形成机制、夸克物质的集体运动行为和相变机制、以及硬部分子与夸克物质的相互作用。

本项目围绕LHC能区铅－铅碰撞中直接光子产生及其方位角各向异性展开研究。对ALICE光子谱仪和电磁量能器EMCal进行了刻度和校正；利用事例嵌入方法，研究了在不同中心度中光子和中性pi介子的探测效率；测量了中性pi介子的横动量谱，并取得了ALICE Preliminary结果。建立了事例反应平面确定和校正的方法，并成功地应用于TPC和VZERO探测器，成功地确定了核－核碰撞各事例反应平面和事例反应平面分辨率，此研究获得的结果被收录于ALICE performance paper，将公开发表。利用标准的事例反应平面方法测量了中性pi介子的椭圆流，研究结果已获ALICE认可并在QM2012和HPT2012国际会议上汇报过。利用TPC和光子与物质相互作用转化出的正负电子对，重建出光子和中性pi介子的横动量谱及其方位角的各向异性分布。负责人曾参与在线重建光子转化位置的研究工作，我们建立的事例反应平面刻度方法被应用于直接光子椭圆流的分析之中，并取得了ALICE认可的Preliminary结果。发现在低横动量区域直接光子的椭圆流与中性pi介子的椭圆流相近；当前理论对该结果尚无法解释。此外，我们研究了奇异和多奇异粒子的椭圆流，取得了ALICE认可的Preliminary结果。发现粘滞流体力学模型能够定性地描述低横动量区粒子椭圆流的质量依赖，但定量的描述则需要在粒子冻结后引入强子再散射机制；发现在LHC能区椭圆流组分夸克标度行为只在中等横动量区域中很小的范围内近似成立，而其横动能组分夸克标度行为在整个低横动能区域都不存在；研究结果在CPOD2011，ISMD2012和ATHIC2012国际会议上报告过，项目负责人作为文章委员会成员正在撰写关于身份鉴别了的粒子的椭圆流的两篇文章（一篇PRL短文章和一篇PRC长文章）。分析了在7 TeV质子－质子碰撞中K0S和Lambda超子产生的多重数依赖；发现K0S和Lambda产额随带电多重数密度线性增加，K0S增加幅度较Lambda大；发现Lambda与K0S的产额比在1-2.5 GeV/c之间存在一个峰，峰值及其对应的横动量都随粒子多重数的增大而增大。该分析工作已被认为完成了，已经形成了一篇ALICE Analysis Note，将向ALICE提交文章撰写建议。