万方数据与实验数据比较结论碰撞中产生的带电粒子的赝快度分布引言与实验数据比较结论碰撞中产生的带电粒子的赝快度分布引言于微小的核内，也就是原子中心的原子核。把最轻原子氢的原子核命名为质子。年发现了中子。物理学家认识到原子核是由质子和中子组成的，质子和中子都称为核子。直到那时，人们认为物质是由三种基本粒子质子中子和电子组成。年和合作者测量了质子的异常磁矩，提供了第个证据，核子不是点状狄拉克粒子。年和首次对质子和中子的电荷和磁矩半径做了测量，清晰地证明了质子和中子不是点状粒子。年和开发了粒子分类系统，称为八重法，也叫做味对称性。年和独立地提出了夸克模型，指出所用强子由三种夸克类型组成上夸克下夸克和奇夸克。不久，这个理论由实验证实。万方数据高能碰撞中末态粒子赝快度分布的系统研究年，在斯坦福直线加速器中心，由和领导的深度非弹性散射实验显示质子包含更小的点状物体，因此质子不是基本粒子。当时物理学家不甘心鉴定这些物体为夸克，反而称它们为部分子，这个名词由创造。随着夸克的确认，部分子依然作为强子成分夸克反夸克和胶子的集体名词被使用。世纪年代，关于强子结构和强相互作用的理论和实验工作导致量子色动力学理论的发展。量子色动力学是描述强相互作用的量子场理论。量子色动力学起源于夸克模型，解释了非常多的强子状态。夸克模型被证明是正确的理论。和于年提出三重态夸克。年等效的理解为对应每个夸克有个额外的色自由度，也就是有三种可能的色态红绿和蓝。关于在最小距离夸克是点状结构和自由移动的想法促使了渐进自由数学公式于年被发现。世纪年代中期，数学框架或多或少用于我们今天了解的类似理论中。那时，似乎可能用于证明禁闭，认为禁闭是与渐进自由相关但相反的状态，禁闭指的是强子内部夸克的禁闭，因为夸克被证明是实在的。但自然中不存在孤立的夸克，理论假设存在些物理机制，迫使夸克难以被观测到。直到今天，禁闭没有被解析论证。然而，随着超级计算机和格点规范理论这里指特定的格点的出现，禁闭被清楚地确认为的个特征。这个问题的解析解与场存在和质量间隙的数学证明相关。是个量子场理论。更具体地说，它是个非阿贝尔规范场理论。杨振宁和于年首次提出非阿贝尔规范场理论。术语“非阿贝尔”来源于非阿贝尔群，它是描述规范对称性的数学群。规范对称性群生成元的非交换性有深刻的物理结果，也就是规范玻色子，它是传递相互作用的粒子。非阿贝尔场理论于年由第次成功量子化，和于年提出了对非阿贝尔规范场理论重整化方案的成功构想。的个重要方面是耦合常数。然而所有耦合常数已经知道是跑动的，自从和于年创造了重整化群，跑动耦合常数比统的电弱理论更吸引人，而且，跑动与电弱相互作用的情况相反。弱力和电磁场耦合常数在能量为零时是小的。随着能量的增加而增加，然而在零能量时是发散的，随能量增加而降低。这是渐进自由和禁闭的重要特征。中物理可观测量计算方法的发展同样是关键的。万方数据第章绪论有限温度场理论换言之，量子场理论应用到统计学系综于年由首次表述，年由和阐述了等离子理论。借助于这项工作，和于年首次提出了等离子体理论。同年，发现了空间非微扰拓扑波动，后来的工作证明这些波动与相变相关。年创造了“夸克胶子等离子体”这个术语，用于描述相变，这种等离子体对相对论性核核碰撞项目研究有着重要的影响。有趣的是，第个重离子项目早于夸克胶子等离子体的描述约年，甚至早于等离子体的预言。劳伦斯柏克莱国家实验室的高能重离子加速器项目开始于年，目的是理解高密强子物质的状态方程。然而，前述理论发现后就变得更清晰了，重离子设施可用于研究和物质相变。加速器项目持续到世纪年代，接着把这项任务传递到了位于德国达姆斯塔特的德国重离子研究中心的重离子同步加速器中。劳伦斯柏克莱国家实验室和德国重离子研究中心早期工作之后，布鲁克海文国家实验室的交变梯度同步加速器和欧洲原子核研究组织的超级质子同步加速器于世纪年代开始它们的重离子项目。年，位于的相对论性重离子对撞机开始运行。然而它的束能实际上低于中的束能，中每核子对质心能量更大，超出个数量级，那是由于它是个交叉存储环对撞机，而不是个固定靶加速器。最后，在中的大强子对撞机项目的主要部分是粒子物理研究主题有玻色子和超对称粒子的寻找。此外，个重离子项目将运行几周时间。年月粒子物理项目首次成功对碰撞进行了运行，起始能量达到，几个月后，于年月碰撞运行达到。年月日到年月日期间首次对重离子碰撞进行了运行，达到。尽管人类对宇宙的认识取得了很大的进步，然而这仅仅是揭开宇宙面纱的第步。关于宇宙的几个基本问题我们依然不能回答质子和中子是由夸克组成的，为什么质子和中子的质量是夸克质量的多倍呢在质子和中子内部夸克可以是自由的吗禁闭的起源是什么暗物质主导了宇宙的构成，那么暗物质的本质是什么为什么只能在宇宙射线中观测到极少量的反物质当然还有更多更深的未知问题需要解答。这些问题是以后探索宇宙奥妙的目标。万方数据高能碰撞中末态粒子赝快度分布的系统研究研究意义和论文结构高能碰撞是粒子物理学和原子核物理学研究人员共同关心的学科前沿研究领域。在高能核碰撞中会产生大量的末态粒子和核碎片，末态粒子包含有大量不同种类的强子和轻子。不同种类不同能量的碰撞系统，产生的末态粒子的情况各不相同，所以，高能碰撞是个研究范围广泛的领域。高能碰撞中产生的末态粒子，在些物理量如赝快度多重数横动量和横能量等的分布上遵循些共性规律，可以反映出碰撞系统的纵向延伸和横向激发等性质。目前，高能碰撞能量达到了的量级，这样的高能环境为实验室研究夸克胶子等离子体的性质相变过程粒子产生机制和其他新物理创造了条件。从大量实验数据中找出末态粒子遵循的共性规律将是个有意义的研究课题。众多理论物理学家根据不同的思想提出了不同的理论模型，很多模型都可以比较好地解释实验现象，但各有不足之处。在本文中，笔者基于高能碰撞中的大量实验数据，根据不同方法系统地研究了带电粒子的赝快度分布，以及由赝快度分布导出了其他分布。此外，对横动量分布做了初步的研究。下面简要介绍本文的布局。第二章介绍了高能核物理领域的相关基础理论知识，主要有标准模型量子色动力学夸克胶子等离子体相对论性重离子碰撞多粒子产生和快度与赝快度。对这些基础知识的了解，有助于理解我们的研究工作的意义。第三章介绍了多源热模型，并用该模型研究了不同能量或碰撞中带电粒子的赝快度分布，并且对和重离子碰撞中带电粒子的赝快度分布作了描述。第四章在多源热模型的基础上作了改进，发展为相对论性多源热模型，并对或碰撞中带电粒子的赝快度分布进行了描述。第五章在相对论性多源热模型的基础上，引入流体力学模型的思想，发展为流体力学型的多源热模型，并再次对或碰撞中的带电粒子赝快度分布作了描述。第六章根据多源热模型研究了高能碰撞中的赝快度分布，并由赝快度分布导出了其他分布，给出了末态粒子在些空间的散布点平面图。第七章根据多源热模型初步研究了碰撞中产生的子的横动量分布。第八章对本文作了总结和展望。万方数据届博士学位论文高能碰撞中末态粒子赝快度分布的系统研究作者姓名孙建新指导教师刘福虎教授学科专业粒子物理与原子核物理研究方向高能核物理培养单位理论物理研究所学习年限年月至年月二〇四年六月万方数据山西大学届博士学位论文高能碰撞中末态粒子赝快度分布的系统研究作者姓名孙建新指导教师刘福虎教授学科专业粒子物理与原子核物理研究方向高能核物理培养单位理论物理研究所学习年限年月至年月二〇四年六月万方数据，万方数据承诺书承诺书本人郑重声明所呈交的学位论文，是在导师指导下独立完成的，学位论文的知识产权属于山西大学。如果今后以其他单位名义发表与在读期间学位论文相关的内容，将承担法律责任。除文中已经注明引用的文献资料外，本学位论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写过的成果。作者签名年月日万方数据学位论文使用授权声明学位论文使用授权声明本人完全了解山西大学有关保留使用学位论文的规定，即学校有权保留并向国家有关机关或机构送交论文的复印件和电子文档，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印缩印或扫描等手段保存汇编学位论文。同意山西大学可以用不同方式在不同媒体上发表传播论文的全部或部分内容。保密的学位论文在解密后遵守此协议。作者签名导师签名年月日万方数据目录中文摘要第章绪论历史回顾研究意义和论文结构第二章物理基础和研究背景标准模型量子色动力学渐进自由和禁闭微扰量子色动力学和格点量子色动力学量子色动力学相变夸克胶子等离子体横动量分布直接光子和双轻子产生抑制赝快度密度分布奇异性增强喷注淬火各向异性流相对论性重离子碰撞碰撞几何碰撞时空演变初始能量密度多粒子产生快度和赝快度第三章多源热模型对带电粒子赝快度分布的描述引言