Quark energy loss in cold nuclear matter.pdf

1、高能碰撞過程中的夸克的能量損失效應(yīng)日益引起核物理學(xué)家和粒子物理學(xué)家的廣泛關(guān)注。來自于RHIC和LHC的關(guān)于噴射淬火的大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)清楚地反映了在原子核—原子核的高能碰撞過程中快夸克穿過高熱高密的核物質(zhì)時(shí)的能量損失效應(yīng)。然而,對(duì)于在高熱高密核物質(zhì)中夸克能量損失效應(yīng)的理解需要深刻地洞悉快夸克在冷核物質(zhì)中的傳播過程。高能粒子束與原子核碰撞的Drell-Yan過程以及輕子—原子核的半舉深度非彈性散射過程分別為研究入射夸克和出射夸克的能量損失效應(yīng)提

2、供了理想的環(huán)境。
　　我們借助核Drell-Yan過程,對(duì)入射夸克在冷核物質(zhì)中的能量損失效應(yīng)進(jìn)行了系統(tǒng)的分析。我們采用了三種不同參數(shù)形式的夸克能量損失表達(dá)式和四套典型的束縛核子的部分子分布函數(shù),對(duì)以夸克動(dòng)量分?jǐn)?shù)為變量的核Drell-Yan過程中的微分截面比進(jìn)行了領(lǐng)頭階的唯象分析。得到的結(jié)論如下:
　　我們發(fā)現(xiàn)采用HKN07,nDS,EPS09三套束縛核子的部分子分布函數(shù),通過對(duì)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整體分析所獲得的入射夸克的能量

3、損失值均比利用HKM束縛核子的部分子分布函數(shù)進(jìn)行計(jì)算所抽取出的夸克能量損失值小。這是因?yàn)镠KM束縛核子的部分子分布函數(shù)中關(guān)于?？淇朔植嫉暮诵拚c其它三套存在明顯的不同。HKN07,nDS,EPS09束縛核子的部分子分布函數(shù)的核修正包含了核Drell-Yan過程的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),而HKM在抽取核修正的參數(shù)時(shí)沒有包括。
　　在我們的分析中,采用線性的夸克能量損失表達(dá)方式(Δχ1=α＜L＞A/Eh)和平方型的能量損失表達(dá)方式(Δχ1=β＜L＞

4、A2/Eh)所得到的計(jì)算結(jié)果無明顯差別,即現(xiàn)有的關(guān)于核Drell-Yan過程中微分截面比的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不能區(qū)分夸克的能量損失是與A1/3成正比還是與S2/3成正比。
　　我們發(fā)現(xiàn)來自于低能量入射粒子束的現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)數(shù)掘排除了入射夸克的動(dòng)量分?jǐn)?shù)的能量損失表達(dá)方式(Δχ1=kx1A1/3)。
　　通過對(duì)選定的所有的核Drell-Yan過程實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整體分析,并且借助于僅用擬合現(xiàn)有的有關(guān)核結(jié)構(gòu)函數(shù)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)所獲得的HKM部分子分布函數(shù)

5、,我們得到入射夸克單位長(zhǎng)度的能量損失為dE/dL=1.21±0.09GeV/fm。
　　我們借助于輕子-原子核的半舉深度非彈性散射過程,研究了冷核物質(zhì)中出射夸克的能量損失效應(yīng)。利用短的強(qiáng)子形成時(shí)間的表達(dá)式,通過將強(qiáng)子的形成時(shí)間與原子核的大小進(jìn)行比較,我們從HERMES和EMC實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中分別選出了強(qiáng)子化過程發(fā)生在原子核外的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。對(duì)于強(qiáng)子在原子核外形成的情況,我們僅用夸克在核物質(zhì)中傳播時(shí)由于多重散射和輻射膠子所造成的夸克的能量損失

6、效應(yīng)來修正真空中的碎裂函數(shù),在領(lǐng)頭階計(jì)算了強(qiáng)子的多重?cái)?shù)比,并將所得到的理論結(jié)果與強(qiáng)子化過程發(fā)生在原子核外的HERMES和EMC實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較。結(jié)果表明在半舉深度非彈性過程中沒有部分子分布函數(shù)的核效應(yīng)。
　　我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)強(qiáng)子在原子核外形成時(shí),考慮夸克能量損失效應(yīng)修正后的碎裂函數(shù)所得到的理論結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)符合很好。
　　我們采用線性的能量損失表達(dá)式與采用平方型的能量損失表達(dá)形式所得到的理論結(jié)果都支持強(qiáng)子多重?cái)?shù)比壓低的現(xiàn)象。因此

7、,強(qiáng)子的多重?cái)?shù)比仍不能決定夸克能量損失與傳播路徑的一次方成正比還是與傳播路徑的二次方成正比。對(duì)所選實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行x2分析的結(jié)果指出出射夸克的單位長(zhǎng)度的能量損失dE/dL=0.38±0.03 GeV/fm。通過與研究核Drell-Yan過程時(shí)所獲得的入射夸克的單位長(zhǎng)度的能量損失值進(jìn)行比較,我們發(fā)現(xiàn)出射夸克與入射夸克能量損失的關(guān)系并不支持出射夸克的能量損失值是入射夸克能量損失值的三倍即:(dE/dL)out=3(dE/dL)in的理論預(yù)言。<

8、br>　　進(jìn)一步地研究了輕子-原子核半舉深度非彈性散射強(qiáng)子產(chǎn)生的靶原子核質(zhì)量數(shù)的依賴性。我們采用HERMES實(shí)驗(yàn)組所謂的強(qiáng)子多重?cái)?shù)比的二維實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),通過對(duì)強(qiáng)子的形成時(shí)間與原子核大小的比較,選出了強(qiáng)子在原子核外形成的實(shí)驗(yàn)數(shù)掘。發(fā)現(xiàn)當(dāng)強(qiáng)子在原子核外產(chǎn)生時(shí),多重?cái)?shù)比的壓低(1-RπA/D)無論從理論上還是實(shí)驗(yàn)上都近似的與A2/3成正比。
　　另外,我們借助于既包括能量損失又包括核吸收的理論模型,計(jì)算了領(lǐng)頭階的π介子產(chǎn)生的多重?cái)?shù)比,并且將