相对论重离子碰撞中多重数涨落高阶矩背景基线的研究

In the search of critical end point on the nuclear phase diagram of quantum chromodynamics phase, event-by-event multiplicity fluctuations have been regarded as a very useful tool in relativistic heavy-ion experiments. Besides the experimental data and theoretical studies on critical fluctuations, it is clear that a sufficient understanding of noncritical statistical fluctuations is also important. The current project, with an improved Monte Carlo hadron resonance gas model and the iEBE-VISHNU model, aims to study the noncritical effects on event-by-event multiplicity fluctuation, such as those from quantum statistics, the volume fluctuations, resonance decays, the charge conservation law, and hadronic interactions, etc. We will investigate the noncritical baselines for the experiment measurements on higher order moments/cumulants of event-by-event multiplicity fluctuations in the isobaric (ZrZr and RuRu) collisions, as well as AuAu collisions at the RHIC Beam Energy Scan energies.

通过守恒荷多重数涨落研究相对论重离子碰撞产生的强相互作用物质的性质，并寻找QCD相图中的相变临界点，是当前高能核物理理论和实验研究的一个热点问题。在本课题中，我们将改进蒙特卡洛强子共振气体模型和iEBE-VISHNU等统计强子化模型来系统地研究量子统计、体积涨落、共振态衰变、荷守恒、以及末期强子散射等非临界涨落效应对粒子多重数涨落分布的影响。通过同位异素核(isobaric)碰撞(锆锆ZrZr碰撞和钌钌RuRu碰撞)的相似性和差异性，并结合实验结果，进一步甄别这些效应对碰撞中带电强子，净电荷，净K介子以及净质子的多重数涨落的相关物理量的影响。通过系统而清晰地讨论各种非临界涨落效应，从理论上为在RHIC的Beam Energy Scan实验中寻找QCD相变临界点提供重要的非临界涨落背景基线。

本项目拟通过研究相对论重离子碰撞中的各种效应给出QCD临界点寻找的非临界背景基线，并通过对相对论同量异位素核碰撞的观测量差异来讨论这些效应的贡献。在项目的研究过程中，我们发现同量异位素核碰撞的差异可以精确地反映核结构的差异。因此我们沿着该方向做出一系列创新性的工作，开辟了通过高能核碰撞研究核结构的全新方向，并在该方向取得了许多重要的成果。这些成果发表在Physical Review Letters, Physics Letters B，Physical Review C等著名核物理杂志。共发表标注本基金号的期刊论文8篇，会议论文1篇。基于Inspire-HEP数据库，这些研究论文的引用已经超过100次。由于这些工作的重要意义，本人也多次被邀请在国内外学术会议汇报我们的创新性成果。