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高能重离子碰撞物理的主要目的是研究在高温度、高密度等极端条件下核物质的性质,但在极端条件下我们并不能直接获得源的信息。为了获得源的相关信息,我们可以利用强度干涉学及蒙特卡罗模拟方法,计算由发射源产生的末态全同粒子间的玻色-爱因斯坦关联,分析出在碰撞过程中形成的极端条件下核物质的性质,从而获得有关发射源的真实信息。
末态全同粒子从产生到被探测器探测到的整个过程是相当复杂的,为了简化计算,人们经常把源当作一个静态的源去处理,认为粒子产生即冻出,忽略源的演化过程对被探测粒子的影响。这样虽然能够得到有关源的基本信息,但是不够准确。本文将源看成是一个按流体演化的动态源,也就是粒子不再是一产生就冻出,而是要经历一个从夸克-胶子等离子体相到强子相的演化过程,只有当源的温度达到了粒子冻出的温度时,粒子才能冻出,没有达到这个温度,粒子将继续演化。显然,将源的演化用相对论流体动力学描述更符合实际情况。根据源的初始条件和相对论重离子碰撞RHIC(√SNN=200GeV)能量下源的状态方程,我们可以得到源演化到不同时期的坐标、速度和温度等。根据这些信息,我们就可以构建粒子从产生点到冻出点的传输路径,再利用强度干涉学和蒙特卡罗模拟方法,就能获得末态粒子的关联函数,从而就能分析源的相关信息。流体动力学模型之所以能被广泛应用,是因为它能更真实地反映源的尺寸和相干性程度。
本文主要分成四部分,第一章主要介绍了高能重离子碰撞的发展及相关背景知识。第二章对强度干涉学基本理论进行介绍和概括,并用路径积分的方法详细推导了混沌源和部分相干源的2π关联函数。第三章对相对论流体动力学开展了一定的研究,给出了RHIC能量下的流体动力学状态方程和运动方程,并简单介绍了解运动方程的基本方法。第四章为本文的创新部分,首先简单介绍了蒙特卡罗模拟发展历程、基本思想、基本操作步骤及特点、计算机模拟的基本步骤等。随后用蒙特卡罗方法模拟出了部分相干源按流体动力学演化的关联函数图,并与非流体的关联函数图进行比较和分析。