強子多重數分布的Glasma流管模型

王宏民， 孫獻靜

(1. 裝甲兵工程學院基礎部， 北京 100072； 2. 中國科學院高能物理研究所， 北京 100049)

強子多重數分布的Glasma流管模型

王宏民1， 孫獻靜2

(1. 裝甲兵工程學院基礎部， 北京 100072； 2. 中國科學院高能物理研究所， 北京 100049)

在考慮質子密度分布隨碰撞質心能量增加而變寬的情況下，利用Glasma流管模型分別計算了在不同碰撞質心能量下贗標快度為|η|≤0.5和|η|≤1時的帶電強子多重數分布。計算結果表明：利用Glasma流管模型計算的理論結果與ALICE合作組的實驗數據吻合較好；但是若不考慮質子密度分布，當強子產生數m較大時，該理論結果與實驗數據偏差較大。最后，從理論上對大強子對撞機在碰撞質心能量為14 TeV時的帶電強子多重數分布情況進行了預測。

Glasma流管模型；負二項分布；平均多重數；贗標快度

研究高能核-核碰撞中形成的高溫致密核物質(夸克-膠子等離子體)性質及其形變信號是目前粒子物理與核物理領域的前沿課題之一。目前，通過分析大量的相關實驗數據，已得到了核物質的一些性質并建立了相關理論模型，其中較為成功的模型有：多源理想氣體模型[1]、UrQMD (Ultra-relativistic Quantum Molecular Dynamics)模型[2]和AMPT(A Multi-Phase Transport)模型[3]等。但是理論研究表明:在夸克-膠子等離子體形成之前，處于小動量分數(x)區域的強子波函數中的膠子會形成色玻璃凝聚態，這是夸克-膠子等離子體形成的初態條件，也是精確研究夸克-膠子等離子體性質的基礎，本文通過質子-質子碰撞過程中的強子多重數分布情況來研究色玻璃凝聚態對強子產生的影響。

強子多重數分布是指在一次核-核碰撞中產生m個帶電強子的概率分布[4-5]，在多重散射強子產生過程中占主導地位的是橫向動量小于1 GeV的強子，由于研究這一橫向動量區域的強子產生需要應用較為復雜的非微擾理論[6]，因此對強子多重數分布的精確研究比較困難。基于色玻璃凝聚理論的Glasma流管模型是研究多重散射強子產生問題的有效方法之一[7-8]。Glasma流管理論認為高能碰撞強子多重產生過程中存在一些漲落的源，它們分別來自微部分子(Wee Partons)數漲落以及強子多重數產生在碰撞參數和快度空間的漲落。本文在相對較小的贗標快度漲落區間(|η|≤0.5,1)內，在考慮質子密度分布隨碰撞質心能量增加而變寬的情況下，計算了強子多重數分布。

1 計算多重散射強子產生的Glasma流管模型

根據Glasma流管理論，首先計算當碰撞參數(b)一定時產生m個帶電強子的負二項分布，其用伽馬函數(Γ)可表示為[8-9]

(1)

(2)

(3)

(4)

通過式(1)和F對b的卷積得到產生m個強子的多重數分布[10]：

(5)

2 平均多重數與概率函數的計算方法

(6)

免耕播種技術是技術的一種方法，是在地表存在農作物殘茬的基礎上，選擇使用免耕播種機，一次性完成農作物播種施肥工作，有效降低了對土壤的翻動，減少機械設備在農業耕地上的反復碾壓次數，降低人工成本投入。

(7)

為跑動耦合常數，且Λ=ΛQCD=0.2 GeV；φ為未積分膠子分布函數，采用KLN (Kharzeev Levin Nardi)模型可表示為[13]

(8)

式(8)中飽和標度[14]為

(9)

式中：λ=0.288；

(10)

表1 不同碰撞質心能量下的非彈性散射截面和寬度參數值

快度與贗標快度(η)的關系式為[17]

(11)

式中:m0=ΛQCD,為粒子靜止質量。利用式(11)和相應的雅可比變換(?y/?η)對式(6)進行變換，可得到截面隨η變化的分布函數

(12)

對式(12)進行積分，可得到非彈性散射概率分布函數

(13)

(14)

式中：C為可調參數，與σin成正比。

3 計算結果與討論

圖和k隨b變化的曲線

3.2 強子多重數分布

圖2 不同贗標快度區間的強子多重數分布

4 結論

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(責任編輯:王生鳳)

Glasma Flux Tube Model with Hadron Multiplicity Distribution

WANG Hong-min1, SUN Xian-jing2

(1. Department of Fundamental Courses, Academy of Armored Force Engineering, Beijing 100072, China;2. Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Science, Beijing 100049, China)

Glasma flux tube model; negative binomial distribution; average multiplicity; pseudo-rapidity

1672-1497(2015)02-0107-04

2014-11-05

國家自然科學基金資助項目(11305195/A050509); 河北省自然科學基金資助項目(A2012210043)

王宏民(1975-)，男，副教授，博士。

O572.24+3

A

10.3969/j.issn.1672-1497.2015.02.021