[论文解读] Baryon distribution for high energy heavy ion collisions in a parton cascade model

Yasushi Nara|ArXiv.org|Mar 29, 2000

High-Energy Particle Collisions Research被引用 5

一句话总结

该论文将VNI部分子级联模型扩展至包含强子簇形成与高激发态共振态衰变，实现了对高能重离子碰撞中强子分布的逼真模拟。研究发现，在SPS和RHIC能量下，强子停止主要源于软过程——特别是束流簇的衰变——而非硬部分子散射，预测在RHIC能量下等离子体相中存在一个无强子的快度中间区域。

ABSTRACT

The baryon distribution is studied by using a parton cascade model which is based on pQCD incorporating hard partonic scattering and dynamical hadronization scheme. In order to study baryon distribution,baryonic cluster formation is newly implemented as well as hadronic higher resonance states from parton/beam cluster decay. The net baryon number and charged hadron distributions are calculated with different $K$-factors in which parameters are fixed by elementary $p\bar p$ data at $E_{c.m.}=200$ GeV. It is found that baryon stopping behavior at SPS and RHIC energies are not consequence of hard parton scattering but soft processes.

研究动机与目标

• 通过引入部分子/束流簇衰变产生的强子簇形成与高激发态共振态，改进VNI部分子级联模型。
• 研究SPS与RHIC能量下高能重离子碰撞中强子停止的起源。
• 确定强子停止行为是由硬部分子散射还是软过程主导。
• 利用$√s = 200$ GeV下的基本$pp$数据，通过可调的$K$因子对模型进行验证。
• 评估部分子聚并与强子化动力学在塑造净强子与带电粒子快度分布中的作用。

提出的方法

• 采用基于微扰QCD的部分子级联模型，通过Ellis-Geiger机制实现动态强子化。
• 引入新的强子簇形成过程：$qq + q \to C$，$\bar{q}\bar{q} + \bar{q} \to C$，以及$q_1q_2 + \bar{q}_3 \to q_1\bar{q}_3 + q_2$，使用洛伦兹不变距离判据，禁闭长度尺度$L_c = 0.8$ fm。
• 采用依赖于部分子间距离$L_{ij}$的聚并概率函数$\Pi_{ij\to C}$，过渡区域取$L_0 = 0.6$ fm。
• 通过简单参数化描述非相互作用残余部分子形成的束流簇，其参数通过拟合$pp$数据确定，并通过$K$因子调节以调节多重数。
• 模拟中心碰撞下的Pb+Pb（$E_{\text{lab}} = 158$ AGeV）与Au+Au（$\sqrt{s} = 200$ AGeV）反应。
• 追踪强子化前后净强子数（$q - \bar{q}$）与净质子分布，以评估快度中间区域的强子抑制。

实验结果

研究问题

• RQ1 在SPS与RHIC能量下，重离子碰撞中强子停止是由硬部分子散射还是软过程主导？
• RQ2 引入强子簇形成后，对净质子与净强子数快度分布有何影响？
• RQ3 在$√s = 200$ GeV下，$p\bar{p}$基本数据在多大程度上可约束部分子级联模型中的$K$因子？
• RQ4 部分子与束流簇衰变中的高激发态共振态在塑造末态强子分布中起何作用？
• RQ5 在合理$K$因子调节下，部分子级联模型是否预测快度中间区域为无强子区域？

主要发现

• 在SPS能量下，模型通过$K=1.0$可良好再现强子停止行为，主要源于束流簇衰变，表明软过程占主导地位。
• 部分子簇衰变对净质子产额的贡献可忽略不计，证实强子停止源于软物理过程，而非硬散射。
• 在RHIC能量（$√s = 200$ AGeV）下，无论$K$因子取值如何，模型均预测快度中间区域为无强子区域，净质子分布峰值位于前向/后向快度区。
• 强子化前部分子的净强子数分布集中在快度中间区域，但对最终净质子产额贡献极小，与强子抑制现象一致。
• 带电粒子快度分布对$K$因子表现出强烈依赖性，证实多重数调节对高阶pQCD修正敏感。
• 仅凭$pp$快度与横动量分布无法唯一确定模型的$K$因子，表明需要额外约束条件。