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2013(实验)RHIC-STAR能量扫描中净质子数分布的高阶矩测量

为了在QCD相图高重子密度区寻找相变QCD临界点, 从2010-2011年,RHIC的第一阶段能量扫描计划(BES-I)将金核金核质心碰撞能量从200 GeV每核子对调低到7.7GeV, 包含7个能量点 200, 62.4, 39, 27, 19.6, 11.5, 7.7 GeV, 对应的重子化学势覆盖范围为20~410MeV。这样可以访问QCD相图的更大区域。利用RHIC能量扫描实验数据,系统研究了RHIC能量扫描中的净质子数分布的高阶矩, 该研究发现在19.6 GeV附近,实验结果相对于泊松分布期望值有最大的负偏离(见图1), 并且不能被输运模型UrQMD描述。该偏离可能是由于临界点附近系统关联长度的突然增大而引起, 因此它可能是QCD临界点的一个非单调信号。由于低能量统计误差较大,这个可能的非单调信号需要更高统计量的进一步实验确认。该成果为研究QCD相图结构,寻找QCD临界点提供了重要的实验依据与参考, 已经被写入RHIC能量扫描白皮书,并被列为在下一阶段能量扫描中寻找QCD临界点的中重要观测量。

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图1:净质子数分布的高阶矩乘积(Sσ ,κσ2) 图2:UrQMD模型中,不同中心度分质子数分布的高阶矩的能量依赖。

辨率下,净能量依赖关系以及和模型比较的结果

对高阶矩数据分析方法做了系统研究,这些原创性和创新性工作,使得在这一统计量需求巨大且易受背景影响的高阶矩观测量中提取出动力学信号成为可能,具体包括:(1) 提出中心度宽度修正,压低了碰撞系统的体积涨落效应,使得提取有效的高阶涨落信号成为可能(图2)。(2) 重新定义碰撞中心度避免了高阶涨落中的自关联效应和初始体积涨落效应。(3) 提出新的统计误差分析方法。引入统计中的Delta定理,推导出高阶矩观测量的误差公式。使得精确获得高阶矩信号这一事件量需求巨大的物理观测量成为可能,该误差计算方法被国内外同行广泛使用。这些分析方法的综述发表在J. Phys. G: Nucl. Part. Phys. 40105104 (2013).该文章被期刊J. Phys. G选为Monthly Highlight (每月亮点), 并在其首页做了详细报道。

ALICE课题组(4:周代翠,殷中宝,PaoloBartalini,王东7名博士生,4)。2013年度,ALICE课组根据研物质硬探动行为两方面对夸克物质产生及其性质开展了一系列的物理研究

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