ALICE实验上s1/2=13 TeV质子-质子碰撞中用统计方法研究直接光子的产生

论文摘要

随着社会发展科技进步,人们对宇宙的探索也在层层深入。在二十世纪七十年代科学家就曾预测,发生相对论高能重离子碰撞会形成高温高密极端条件,使强子中的夸克和胶子解禁闭,从而形成一种新物质形态——夸克胶子等离子体（QGP）。而在众所周知的宇宙大爆炸理论中,普遍认为宇宙开始于约1010年前的一个高温高密的初始状态,随后持续膨胀至今,我们据此判断QGP是宇宙大爆炸初期极短时间内存在的物质形态,因此研究QGP对于探索时空演化具有重要意义。而QGP时空标度小,只能通过测量碰撞产生的末态物理观测量来推断碰撞初期热密介质的性质,经过多年研究,人们相继提出了一些物理观测量,其中大横动量的光子由于不参与强相互作用,且电磁耦合常数(（αe=1/137）非常小,能够离开碰撞区域而被探测到,并携带夸克胶子等离子体的热力学信息,所以被认为是研究QGP物质形态的理想指针信号。目前相对论重离子碰撞实验是研究量子色动力学（QCD）、探寻QGP相关性质的重要方法之一,以欧洲核子研究中心（CERN）的大型强子对撞机（LHC）和美国布鲁克海文国家实验室（BNL）的相对论重离子对撞机（RHIC）为代表。本文是基于LHC-ALICE实验,用统计方法研究高能质子-质子碰撞中直接光子的产生。而中性π介子作为直接光子最大的背景,这里分别通过不变质量法和单团簇分析法重建,其最终测量结果在两种方法重叠的PT区间关联。最后通过直接光子超额比率RΥ提取直接光子谱,超额比率RΥ量化了包含光子与模拟产生的衰变光子之比。利用RΥ,而非试图直接量化包含光子和衰变光子差异的好处在于,能够部分或完全地消除几个系统不确定性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 研究背景
•   1.1 量子色动力学（QCD）
•   1.2 夸克胶子等离子体（QGP）
•   1.3 夸克胶子等离子体探针
•     1.3.1 各向异性流
•     1.3.2 粒子产生的抑制和核修正因子
•     1.3.3 光子信号
•   1.4 研究现状及动机
• 第二章 ALICE实验及探测方法
•   2.1 大型强子对撞机（LHC）
•   2.2 大型离子对撞机（ALICE）
•     2.2.1 内部径迹探测器（ITS）
•     2.2.2 时间投影室（TPC）
•     2.2.3 电磁量能器（EMCal）
•     2.2.4 光子谱仪（PHOS）
•     2.2.5 塑料闪烁体探测器（VZERO）
•   2.3 ALICE实验分析方法
• 第三章 ALICE实验分析方法
•   3.1 数据样本与事件筛选
•   3.2 蒙特卡洛模拟
•     3.2.1 Pythia 8
•     3.2.2 蒙特卡洛数据样本
•   3.3 数据与蒙卡样本的质量评估（QA）
•   3.4 代码分析框架
• 第四章 直接光子的分析与重建
•   4.1 包含光子的筛选
• 0）的重建'>  4.2 中性介子（π⁰）的重建
•     4.2.1 不变质量分析
•     4.2.2 单团簇分析
•   4.3 效率与接受度修正
•     4.3.1 包含光子谱的修正
• 0谱的修正'>    4.3.2 π⁰谱的修正
•     4.3.3 修正谱
•   4.4 直接光子的重建
• 第五章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 乔琦

导师: 裴骅

关键词: 夸克胶子等离子体,相对论重离子碰撞,质子质子碰撞,直接光子,中性介子

来源: 华中师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 物理学

单位: 华中师范大学

分类号: O572.2

总页数: 59

文件大小: 7215K

下载量: 5