色玻璃凝聚框架下的两粒子角度关联

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在高能碰撞中,随着比约肯标度x(Bjorkenx)逐渐减小,质子内部部分子的数目随之不断增多最终达到饱和状态。色玻璃凝聚理论(Color Glass Condensate,CGC)正是描述质子中的部分子非线性QCD演化以及小x区域的胶子饱和现象等初态效应的有效理论。近几年,在小碰撞系统上的高多重数事件中,人们也发现了与大碰撞系统中相似的集体流现象。如何解释小系统中集体流现象成为了目前的热点课题之一。在色玻璃凝聚(CGC)框架中,由于质子中的部分子和稠密胶子场的多重散射作用,初态效应也可以产生末态可观测的集体流效应。因此本文基于色玻璃凝聚理论来研究集体流效应中的两粒子关联。色玻璃凝聚理论的多偶极子关联函数与pA碰撞中的多粒子角度关联有着密不可分的联系。在本论文我们使用MV模型,计算了两偶极子关联函数(2-dipole correlator)和三偶极子关联函数(3-dipole correlator)展开到1/Nc4阶的解析表达式。在此基础上归纳出n个偶极子关联函数(n-dipole correlator)关于1/Nc展开的解析结果。这为我们研究2粒子,4粒子,6粒子等多粒子之间的角度关联问题,奠定了理论技术基础。其次,我们利用色玻璃凝聚理论系统地计算了pA碰撞中的两个轻粒子产生过程和方位角关联,发现只有夸克夸克关联可以产生奇次幂的集体流效应,胶子胶子,胶子夸克,夸克胶子关联均无法产生奇次幂的集体流效应。这项工作揭示了在小系统碰撞中,来自初态的角度关联效应可以产生末态可观测的集体流信号。再者,在pA碰撞中,我们系统地研究了重味介子和轻粒子之间的两个粒子产生过程和方位角关联,得到了J/Ψ和D0的椭圆流,并成功地描述了 LHC最近的实验数据。另外,我们还预测了(?)和B介子的椭圆流。不久的将来,在大型强子对撞机上极有可能观测到这些介子的椭圆流信号。这项工作揭示了初态效应是小系统碰撞中的集体流现象的物理起源之一。最后,当低虚度的光子具有足够长的寿命时,由于稀有涨落,长寿命的虚光子内部也会具有类似于质子的大量部分子结构,因此在γ*A碰撞的高多重数事件中,完全有可能产生集体流现象。实验中也确实观测到了这种现象。我们首先用初态效应解释了 ATLAS实验组在γ*A碰撞中测量到的轻强子椭圆流结果,然后定量预测了即将到来的电子离子对撞机(EIC)γ*A碰撞中可能出现的两粒子椭圆流信号。高亮度的EIC具有前所未有的精度和改变碰撞系统大小的能力,而这将为我们打开一扇探索集体现象的物理机制的新大门。
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