重夸克是研究超相对论重离子碰撞中产生的夸克胶子等离子体 (QGP) 特性的有效探针。本文将讨论 ALICE 合作组测量的 pp 和 Pb-Pb 碰撞中开放重味产生的最新结果。测量 Pb-Pb 碰撞中开放重味产生可以测试重夸克在介质中的传输和能量损失机制。此外,测量重味粒子的椭圆 (𝑣 2 ) 和三角形 (𝑣 3 ) 流动系数可以深入了解重夸克参与介质的集体运动、它们在介质中能量损失的路径长度依赖性以及强子化过程中的复合效应。最后,开放重味粒子的定向流 (𝑣 1) 对碰撞早期存在的空前强磁场非常敏感,因此测量其电荷依赖性是限制 QGP 电导率的关键。在像 pp 这样的小型强子系统中,开放重味粒子的产生为研究重离子碰撞中的热介质效应以及测试微扰量子色动力学计算提供了基础。
利用重夸克可观测量来探测相对论重离子碰撞中产生的违背纵向增强不变性的初始能量密度分布。利用改进的朗之万模型和(3+1)维粘性流体动力学模型,我们研究了 RHIC 能量下重介子及其衰变电子的核修正因子(RAA)、定向流(v1)和椭圆流(v2)系数。我们发现,核物质在反应平面的逆时针倾斜会导致在后向(前向)快速度区出现正(负)重味v1,其大小随着重夸克横向动量的增加而增加。不同角度区域之间重味RAA的差异也被提出作为表征介质分布不对称性的补充工具。我们的模型结果与 RHIC 目前可用的数据一致,并提供了可以通过未来测量进行检验的预测。
基于输运模型,结合现实的三维体介质展开,研究了粲偶素定向流。非中心对称核-核碰撞可以产生具有对称破缺纵向分布的旋转夸克胶子等离子体(QGP)。在√sNN=200GeVAu+Au半中心碰撞中,粲偶素在初始硬过程中原始产生,它们主要被初始高温倾斜源解离,然后移出体介质,以保留介质的早期信息。原始产生的粲偶素的动量分布受QGP流体动力学膨胀的影响较小,因为其倾斜形状被稀释。这种有偏解离可以产生J/ψ和ψ(2S)的定向流,它们比轻带电强子和开重味子的值大得多。粲偶素定向流有助于量化原子核-原子核碰撞中 QGP 初始能量密度的快度奇数分布。
2015 年,LHCb 合作组报告在衰变中观察到与粲偶素五夸克态一致的共振态[1]。实际上,衰变成的状态可能具有独特的特征[2]。最小夸克含量可被识别为,即粲偶素五夸克。虽然自夸克模型建立以来就预测了这种由四个夸克和一个反夸克组成的五夸克的存在[3–5],但对它的实验分析却花了很长时间。这种新粒子彻底改变了我们对于奇异状态的理解,这些状态无法包含在标准光谱学的传统夸克-反夸克和三夸克方案中。粲偶素五夸克被标记为,带电荷,并与粲偶素耦合。此外,它们是在重味重子领域观察到的第一个奇异状态。
重夸克是电磁场和高能核碰撞中产生的夸克胶子等离子体 (QGP) 物质初始条件的重要探针。在与 (3+1) 维粘性流体动力学模型耦合的改进的朗之万模型中,我们探索了重介子及其衰变轻子的定向流系数 (v 1 ) 的起源,以及它在相反电荷之间的分裂 (∆v 1)。我们发现,虽然重夸克 v 1 的快速度依赖性主要由 RHIC 能量下 QGP 相对于纵向的倾斜能量密度分布驱动,但它主要受 LHC 能量下的电磁场影响。∆v 1 可作为电磁场时空演化分布的一种新探针。我们对 D 介子及其衰变电子的研究结果与 RHIC 和 LHC 上现有的数据一致,而且我们对重味衰变μ子的预测可以通过未来的测量进一步检验。
重味夸克与粲夸克和美夸克一样,是研究高能重离子碰撞中产生的无色介质——夸克胶子等离子体 (QGP) 的灵敏探测器。ALICE 合作组在 √ s NN = 5.02 TeV 的 Pb-Pb 碰撞中测量了奇异和非奇异 D 介子的产生。对 D 介子的椭圆 (v2) 和三角 (v3) 流的测量可以深入了解粲夸克在低横向动量 (pT) 下参与介质集体运动的情况,同时限制了介质内能量损失的路径长度依赖性。此外,利用事件形状工程 (ESE) 技术对非奇异 D 介子椭圆流研究了粲夸克与底层介质中轻夸克的耦合。最后,通过首次测量 LHC 能量下 D0 电荷相关定向流与伪快速度的关系,研究了碰撞早期产生的磁场的影响。
大型强子对撞机时代迷人的粲夸克、美丽的底夸克和夸克胶子等离子体 Santosh K. Das 和 Raghunath Sahoo* 宇宙通过大爆炸诞生后几微秒,原始物质被认为是物质基本成分——夸克和胶子的混合物。预计这将在实验室中通过超相对论速度下的重核碰撞产生。在美国纽约布鲁克海文国家实验室的相对论重离子对撞机和瑞士日内瓦欧洲核子研究中心的大型强子对撞机的能量和光度边界上,可以产生一种由夸克和胶子组成的等离子体,称为夸克胶子等离子体 (QGP)。重夸克,即粲夸克和底夸克,被视为表征 QGP 的新探针,因此可以表征产生的量子色动力学物质。重夸克传输系数在理解 QGP 的性质中起着重要作用。核抑制因子和椭圆流的实验测量可以限制重夸克输运系数,这是现象学研究的关键因素,有助于解开不同的能量损失机制。我们对 QGP 中的重夸克拖拽和扩散系数进行了总体介绍,并讨论了它们作为探测器解开不同强子化机制以及探测非中心重离子碰撞产生的初始电磁场的潜力。从新技术发展的角度来看,未来测量的实验前景被特别强调为下一代探测器的重味。关键词:大爆炸、重离子碰撞、重味、夸克胶子等离子体。20 世纪下半叶,Murray Gell-Mann 和 George Zweig 发现了强子的夸克模型,Glashow、Salam 和 Weinberg(以及许多其他人)通过基本力的统一发现了粒子物理的标准模型,这在粒子物理学中取得了巨大的成功。基础科学在寻找物质基本成分的同时,也为粒子探测和加速器技术的发展做出了巨大贡献,产生了巨大的直接和间接的社会效益。就目前对物质成分的理解而言,我们有六夸克、六轻子、它们的反粒子和力载体。然而,在这其中,我们只遇到轻夸克(LQ)——上夸克和下夸克,以及正常核物质中的电子。其他重粒子是在宇宙射线和粒子加速器的高能相互作用中产生的。虽然这些基本粒子如夸克和轻子自由存在,但它们的性质并不相同。
我们回顾了最近关于相对论重离子碰撞中产生的夸克胶子等离子体中粲偶素各向异性流(v 1 ,v 2 ,v 3 )的研究。由于介质的各向异性压力梯度,产生了体介质的集体流。粲夸克与体介质强耦合,携带来自膨胀介质的集体流,这些流将通过聚结过程由再生的粲偶素继承。在核子位置从平滑分布波动的逐事件碰撞中,介质初始能量密度存在三角性。由于初始波动,可以形成体介质和重味粒子的三角流。在纵向上,初始能量密度的快度奇异分布是由非中心重离子碰撞中介质的旋转引起的。粲偶素在向前(向后)快速度中沿正负 x 方向发生偏向解离。粲偶素的定向流变为非零。粲偶素的定向、椭圆和三角流(v 1 、v 2 、v 3 )来自横向和纵向介质能量密度的各向异性初始分布。