格点场论与Monte Carlo模拟

1、1高能核核碰撞中高能核核碰撞中双强子关联的双强子关联的次领头阶微扰次领头阶微扰QCDQCD研究研究张汉中张汉中 王恩科王恩科华中师范大学粒子物理研究所华中师范大学粒子物理研究所Collaborators: J.Owens and X.-N.WangCollaborators: J.Owens and X.-N.Wang“基于基于pQCD的相对论性核碰撞的解析、模拟和实验研究的相对论性核碰撞的解析、模拟和实验研究”研讨会研讨会北京北京CCAST， 2008年年3月月22-24日日2 目目 录录一、简介一、简介二、二、RHIC/LHC能级双强子压低因子能级双强子压低因子三、胶子折射双强子方位角分布

2、三、胶子折射双强子方位角分布四、结论四、结论Hanzhong Zhang, J.F. Owens, Enke Wang and X.-N. Wang , Phys. Rev. Lett. 98(2007)212301.Hanzhong Zhang, talk at QM2006 in Shanghai, China, Nov. 14-20, 2006; talk at QM2008 in Jaipur, India, Feb. 4-10, 2008. Hanzhong Zhang Enke Wang, “Refraction of Gluon Jet in QGP ”, to be submi

3、tted.3一、简一、简 介介硬散射过程硬散射过程产生的高能部分子喷注，产生的高能部分子喷注，可以作为硬探针可以作为硬探针刺探刺探QGP的形成或性质。的形成或性质。RHIC&LHC 碰撞能量：碰撞能量： 200、5500GeVQGP (Quark Gluon Plasma)夸克胶子等离子体夸克胶子等离子体硬散射硬散射4高能部分子喷注在高能部分子喷注在QGP介质中传播，介质中传播，由于多重散射的诱发，这些部分子喷注辐射胶子损失能量，由于多重散射的诱发，这些部分子喷注辐射胶子损失能量，碎裂产生的大横动量强子谱被压低。碎裂产生的大横动量强子谱被压低。Jet quenching 喷注淬火（喷注

4、损失能量）喷注淬火（喷注损失能量）hadronsqqhadronsleadingparticleleading particleN-N collisionhadronsqqhadronsLeading particle suppressedleading particle suppressedA-A collision以核子以核子-核子碰撞产生强子的不变散射截面核子碰撞产生强子的不变散射截面为基准，判断核为基准，判断核-核碰撞核碰撞5次领头阶次领头阶pQCD的部分子模型的部分子模型假定因子化定理在核核碰撞中仍然成立，假定因子化定理在核核碰撞中仍然成立，喷注淬火效应反映在修正后的碎裂函数中喷注淬

5、火效应反映在修正后的碎裂函数中 FFst ddPDFsTdydpdABTAA2Nuclear geometryPartondistributionfunctionsNLO cross sections(X. -N. Wang , PRC70(2004)031901)(Enke Wang, X. N. Wang, PRL87(2001)142301)/5 . 7/()6 . 1/(02 . 1001EEdLdEd6次领头阶研究的优点次领头阶研究的优点领头阶的硬探针领头阶的硬探针qgEE49次领头阶多出的硬探针次领头阶多出的硬探针次领头阶比领头阶次领头阶比领头阶相对更全面更精确相对更全面更精确预言

6、能力相对较强预言能力相对较强 LONLOquarkNgluonNquarkNgluonN)()()()(例例1例例2 双强子方位角关联双强子方位角关联例例3 直接光子与强子的关联直接光子与强子的关联单强子的产生？双强子的产生？单强子的产生？双强子的产生？72）单强子的压低因子对核核碰撞产生的介质不敏感。）单强子的压低因子对核核碰撞产生的介质不敏感。 （K. J. Eskola , et al, NPA747 (2005) 511-529 ） 双强子的压低因子是否双强子的压低因子是否敏感敏感？研究动机研究动机1）不仅可用单喷注，而且可用）不仅可用单喷注，而且可用双喷注双喷注刺探刺探QGP。 单强

7、子谱和双强子谱，分别反映的能量损失机制单强子谱和双强子谱，分别反映的能量损失机制 是否彼此自洽？是否彼此自洽？3）如何区分关于）如何区分关于核遮蔽核遮蔽的不同研究？的不同研究？4）高能部分子喷注在）高能部分子喷注在QGP介质中的传播存在介质中的传播存在折射折射现象吗？现象吗？8二、二、 RHIC/LHC能级双强子压低因子能级双强子压低因子单强子压低因子：单强子压低因子：dydpdNdydpdpRTNNbinaryTAATAA22/)(双强子压低因子，或双强子压低因子，或关联的关联的away-side强子压低因子：强子压低因子：trigTtrighAAtrigTtrigassotrigTasso

8、TtrighhAATtrigassotrigTtrigThhAAtrigAATAATtrigTassoTdydpddydpddydydpdpdpddydydpdzdNNzDppz/1)(,/其中，)()()(TppTAATAAzDzDzI9同时符合单双强子谱及压低因子的实验数据同时符合单双强子谱及压低因子的实验数据dihadronsingle hadron对心碰撞对心碰撞102单双强子谱与实验数据比较的单双强子谱与实验数据比较的 曲线曲线 95. 045. 0158TtrigTzGeVpGeVpT204 for single for dihadronfmGeV /1 . 25 . 10Shar

9、p concave Flat concave in most central Au+Au AARNjTjExTjThAATjExAApNpRpR122002)() 1(),()()( forHanzhong Zhang, J.F. Owens, Enke Wang and X.-N. Wang , Phys. Rev. Lett. 98(2007)212301.11我们观测到的单强子或双强子，主要来自空间什么地方我们观测到的单强子或双强子，主要来自空间什么地方产生的硬部分子的碎裂？产生的硬部分子的碎裂？ 靠近且平行表面穿出靠近且平行表面穿出+ 从中央穿出从中央穿出dihadron靠近且垂直表面

10、穿出靠近且垂直表面穿出“王冠王冠”的厚度的厚度single hadron方块颜色的深浅：在方块内产生的部分子喷注的碎裂贡献大小方块颜色的深浅：在方块内产生的部分子喷注的碎裂贡献大小 12punch-jetsSurface emission biasfmGeVFixed/0 . 50dihadronsingle hadronAt LHCLHC能级，有贡献的硬部分子的产生地点的空间分布能级，有贡献的硬部分子的产生地点的空间分布13 Comparisons for shadowing in single hadron spectra in p+AAt RHICAt LHC4 kinds of sha

11、dowing parameterizations, (1)HIJ (S.-Y. Li and X.-N. Wang, PLB527(2002)85-91)(2)EKS (K.J. Eskola, V.J. Kolhinen and C.A. Salgado, Eur. Phys. J., C9 (1999) 61)(3)nPDF (M. Hirai, S. Kumano, and T.-H. Nagai, PRC70, (2004) 044905) (4)nDS (D. de Florian, R. Sassot, PRD69(2004) 074028)0 ApNo Quenching! On

12、ly shadowing!Shadowing depends on impact parameter in pA collisions.14 Single/dihadron spectra with different shadowing in A+A at RHICSingle/dihadron Raa/Iaa are all insensitive to different shadowing at RHICdihadronsingle hadronAt RHIC15Single/dihadron spectra with different shadowing in A+A at LHC

13、Single hadron Raa insensitive to different shadowing.Dihadron Iaa sensitive to different shadowing.At LHCdihadronsingle hadron161) Initial partons participating in strong interaction in central region should be associated with stronger shadowing effects than those initial partons in the outer layer

14、of the system.2) Because of surface emission bias, single hadron Raa is insensitive to shadowing at RHIC/LHC.3) Punch-through jets are created from central system region, and where the shadowing is stronger. 4) Punch-through jets at RHIC are greatly suppressed, so dihadron Iaa is also insensitive to

15、 shadowing at RHIC.5) Punch-through jets at LHC are released to dominate dihadron, so dihadron Iaa is sensitive to shadowing at LHC. Hanzhong Zhang, talk at QM2008 in Jaipur, India, Feb. 4-10, 2008. 17三、胶子折射双强子方位角分布三、胶子折射双强子方位角分布强耦合的强耦合的QGP中存在有质量的束缚态中存在有质量的束缚态（廖劲峰（廖劲峰, E. Shuryak，NPA775 (2006) 224；P

16、R D73 (2006) 014509），），可能会充当部分子折射的色散射中心。可能会充当部分子折射的色散射中心。光子和电子穿过介质时，它们的波粒二像性会有光子和电子穿过介质时，它们的波粒二像性会有不同表现：光子比电子有更强的折射现象。不同表现：光子比电子有更强的折射现象。胶子无质量，快速夸克的质量因相对论效应而增大，胶子无质量，快速夸克的质量因相对论效应而增大，可能胶子比夸克有更强的折射现象。可能胶子比夸克有更强的折射现象。近似处理（假设）：近似处理（假设）：胶子折射，曲线传播；夸克不折射，直线传播。胶子折射，曲线传播；夸克不折射，直线传播。(张汉中张汉中 王恩科王恩科, “Refracti

17、on of Gluon Jet in QGP ”, to be submitted)181）对心碰撞的横）对心碰撞的横向平面。向平面。2）折射率梯度与）折射率梯度与半径同向。半径同向。3）一层一层的同）一层一层的同心圆形心圆形分界面分界面。4）内密外疏。）内密外疏。19我们的计算表明，我们的计算表明，在这样的一个胶子折射夸克不折射的图像里，在这样的一个胶子折射夸克不折射的图像里，结合喷注淬火效应结合喷注淬火效应，在，在 范围内，范围内，大横动量的单双强子谱的数值结果仍然符合实验数据。大横动量的单双强子谱的数值结果仍然符合实验数据。fmGeV /1 . 25 . 10胶子折射在双强子方位角关联中

18、有奇妙表现胶子折射在双强子方位角关联中有奇妙表现20双部分子在介质中的轨道：双部分子在介质中的轨道：双强子来自：双强子来自：夸克夸克-夸克对、夸克夸克对、夸克-胶子对、胶子胶子对、胶子-胶子对的碎裂胶子对的碎裂TrigAsso21关联的关联的away-side强子方位角分布：强子方位角分布：|Shoulder Head ShoulderData: PHENIX PRC77(2008)0119011）“夸克夸克-夸克夸克”主要贡献主要贡献“Head”2）“夸克夸克-胶子胶子”主要贡献主要贡献“Shoulder” 22HSqgqqRvsR./yieldShoulderyieldHeadRHSDat

19、a: PHENIX PRC77(2008)011901onscontributigqonscontributiqqRqgqq/这个比值对引入的折射率不敏感这个比值对引入的折射率不敏感 231）单双强子谱分别反映的能量损失机制彼此自洽。）单双强子谱分别反映的能量损失机制彼此自洽。 这是喷注淬火效应的又一个令人信服的证据。这是喷注淬火效应的又一个令人信服的证据。2）刺探核核碰撞产生的热密介质，双喷注比单喷注敏感。）刺探核核碰撞产生的热密介质，双喷注比单喷注敏感。3）LHC能级双强子压低因子可以区分不同能级双强子压低因子可以区分不同shadowing。4）RHIC实验数据支持硬胶子在实验数据支持硬胶子在QGP中折射传播的假设。中折射传播的假设。四、结论四、结论24Thank for your attention! 谢谢！25Jet quenching in 22 processesLO analysis of jet quenching in AA22 processes (tree level)A factor K=1.5-2 was put by