相对论重离子碰撞中三角流、热斑和喷注-介质相互作用的研究

关于RHIC实验中双强子方位角关联分布中的双峰和山脊结构的物理机制的研究是目前相对论重离子碰撞领域的研究焦点之一。最新的研究表明相对论重离子碰撞的初态涨落产生的三角流和热斑对双强子方位角关联分布起着十分重要的作用。本课题使用多相粒子输运模型去研究三角流、热斑和喷注-介质相互作用对目前实验测量到的双强子方位角关联分布的不同贡献和影响，探索如何在未来的双强子方位角关联分布的实验测量中扣除三角流和热斑的背景，从而真正揭示喷注-介质相互作用的规律。我们建议通过比较光子-强子方位角关联分布和双强子方位角关联分布来研究碰撞初态涨落的性质和探索喷注-介质相互作用的规律。我们计划寻找一种实验上可行的方案来区分初态涨落引起的三角流和热斑，为未来的实验研究提供思路。本课题对于研究相对论重离子碰撞的早期性质和演化过程、揭示喷注与介质相互作用规律有着重要意义。

对美国相对论重离子对撞机(RHIC)和欧洲大型强子对撞机(LHC)上双强子方位角关联和集体流形成机制的研究是目前相对论重离子碰撞领域的研究热点之一。我们通过使用多相输运模型(AMPT)，理论研究发现相对论重离子碰撞早期存在剧烈的初始涨落现象，并研究了初始能量密度几何涨落转变成末态粒子的动量发射的各相异性（即集体流）的动力学演化规律，从而表明了双强子方位角关联结构的形成机制主要来源于夸克胶子等离子体(QGP)产生并满足集体流运动学规律。我们讨论了在双强子方位角关联分布中扣除集体流的贡献方法，提取了QGP对喷注淬火的能量反馈效应。为了进一步研究喷注-介质相互作用的规律，我们重构了穿过QGP物质后的整体喷注的信息，通过和质子＋质子碰撞进行比较，从多个方面研究了重构喷注的QGP介质修正效应，比如光子喷注和双喷注的横向动量不对称性，喷注碎裂函数的介质修正效应，喷注形状的介质改变，喷注的各向异性等。我们的这些研究工作从输运理论的角度系统地研究了整体喷注的能量损失机制，是对喷注淬火理论的一个重要补充。最近的实验结果发现，长程关联的山脊结构也出现在高粒子多重数的小尺寸的质子＋质子、质子＋铅核、氘核（氦核）＋金核碰撞中，这些发现对人们传统的认识提出了很大的挑战。我们模拟了LHC能量下的质子＋质子和质子＋铅核的碰撞，我们的理论结果很好的解释了LHC-CMS实验结果，表明这样的长程关联结构是从大量的部分子碰撞中产生出来的。我们并结合输运模型和流体力学模型提出铅核运动上的粒子较质子运动方向的粒子有更大的椭圆流或三角流，我们的预言被LHC-ALICE实验结果所证实。我们目前正在开展小尺寸碰撞中集体流产生机制的研究，很多后续研究工作需要进一步开展。本项目的这些研究成果对于研究相对论重离子碰撞的早期性质和QGP的产生和演化过程、揭示喷注与介质相互作用规律有着十分重要的意义。