[论文解读] Initial conditions of heavy ion collisions and high energy factorization

T. Lappi|ArXiv.org|Apr 10, 2009

High-Energy Particle Collisions Research参考文献 14被引用 5

一句话总结

本文基于色玻璃凝聚体（CGC）和高能因子化框架，构建了描述超相对论重离子碰撞初始条件的理论。研究证明，通过小-x波函数的重整化群演化，可对快速度演化中的主导对数贡献进行重求和，从而实现对RHIC实验中观测到的长程快速度关联现象的一致描述。

ABSTRACT

The Color Glass Condensate is an effective theory description for the small momentum fraction x degrees of freedom in a high energy hadron or nucleus, which can be understood in terms of strong classical gluon fields. We discuss the resulting picture of the initial conditions in a relativistic heavy ion collision. We describe recent work to show that the leading logarithms of the collision energy can be factorized into the renormalization group evolution of the small x wavefunction. We then describe how this framework can be used to understand the long range rapidity correlations observed by the RHIC experiments.

研究动机与目标

• 理解高能下超相对论重离子碰撞的初始态，重点关注小-x胶子动力学。
• 解决高能微扰QCD中快速度大对数带来的挑战。
• 利用JIMWLK重整化群方程建立高能散射振幅的因子化框架。
• 解释RHIC数据中观测到的长程快速度关联的起源，特别是‘脊’现象。
• 将早期等离子体中的经典胶场动力学（Glasma）与量子演化及各向同性化过程的 onset 联系起来。

提出的方法

• 使用色玻璃凝聚体（CGC）有效理论，将高能核的小-x波函数建模为经典强胶场。
• 通过含色荷密度 ρ(x⊥) 源项的经典杨-米尔斯方程，描述Glasma场构型。
• 采用威尔逊线权泛函 W_y[ρ] 表征波函数随快速度 y = ln(1/x) 的演化。
• 利用JIMWLK方程作为重整化群演化方程，对快速度差的主导对数项进行重求和。
• 通过对演化后的权泛函进行平均，推导出单胶子谱和双胶子关联函数。
• 在经典场近似下，通过区分相连、不相连和干涉图，分析多胶子关联。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何系统地重求和高能散射中大快速度区间引起的主导对数贡献？
• RQ2 量子涨落在早期Glasma态中起什么作用？它们如何触发各向同性化？
• RQ3 Glasma中的初始经典场构型如何再现RHIC数据中观测到的长程快速度关联？
• RQ4 JIMWLK对CGC波函数的演化在何种方式下解释了观测到的双胶子方位角与快速度关联？
• RQ5 相连与不相连图的相对贡献如何随碰撞系统密度变化（如pp、pA、AA）？

主要发现

• 通过JIMWLK重整化群方程演化CGC波函数，可对快速度中的主导对数贡献进行重求和。
• 在主导对数阶下，单胶子包括谱通过在演化后的权泛函 W_{y_p}[U] 上平均经典LO结果获得。
• 双胶子包括谱表示为两个单胶子谱的乘积，每个谱依赖于相应胶子快速度处的威尔逊线。
• 双概率分布 W_{y_p,y_q}[U^p_1,U^q_1] 通过源的演化编码了快速度关联结构。
• 在pA极限下，不相连的经典图贡献显著，与pp或AA情况不同，表明平均场近似失效。
• JIMWLK方程的数值研究表明，平均场近似对单快速度分布是合理的，支持该框架在关联研究中的有效性。