[论文解读] System-size dependence

J. Cleymans, B. Kaempfer+2 more|arXiv (Cornell University)|Nov 3, 2003

High-Energy Particle Collisions Research参考文献 12被引用 9

一句话总结

本文利用统计热力学模型研究了相对论重离子碰撞中奇异数饱和度的体系尺寸依赖性。结果表明，在AGS、SPS和RHIC能量下，C-C、Si-Si、Pb-Pb和Au-Au体系中，奇异数饱和因子γs随参与核子数的增加呈线性增长，表明奇异数产生随体系尺寸平滑增强，而冻结温度和重子化学势在不同中心度区间几乎保持不变。

ABSTRACT

The final state in The final state in heavy-ion collisions has a higher degree of strangeness saturation than the one produced in collisions between elementary particles like p-p or p-$\bar{p}$. A systematic analysis of this phenomenon is made for C-C, Si-Si and Pb-Pb collisions at the CERN SPS collider and for $Au-Au$ collisions at RHIC and at AGS energies. Strangeness saturation is shown to increase smoothly with the number of participants at AGS, CERN and RHIC energies.

研究动机与目标

• 理解为何相对论重离子碰撞中的奇异数饱和度高于p-p或p-̄p等基本碰撞。
• 研究热力学参数（尤其是奇异数饱和度）如何随不同碰撞能量和核素的体系尺寸变化。
• 确定外围Pb-Pb碰撞在奇异数产生方面是否等价于中心轻核碰撞。
• 检验统计热力学模型在描述多套碰撞体系中度心依赖产额方面的有效性。

提出的方法

• 将统计热力学模型应用于中心及度心分档的C-C、Si-Si、Pb-Pb和Au-Au碰撞的4π和快度中间区粒子产额。
• 通过测量多重数的拟合，提取化学冻结参数：温度T和重子化学势μB。
• 计算奇异数饱和因子γs随参与核子数N_part的变化关系。
• 比较C-C、Si-Si、Pb-Pb和Au-Au体系中γs的趋势，以评估体系尺寸的标度行为。
• 采用规范系综修正以考虑有限体系中奇异数守恒的影响。
• 使用AGS的E895合作组和SPS/RHIC实验的实验数据，拟合线性增加的γs = 0.32 + 0.0015N_part。

实验结果

研究问题

• RQ1 在重离子碰撞中，奇异数饱和因子γs如何依赖于参与核子数？
• RQ2 在不同能量和体系中，冻结温度T和重子化学势μB在度心变化时的变动程度如何？
• RQ3 当参与核子数相当时，外围Pb-Pb碰撞在奇异数产生方面是否等价于中心C-C或Si-Si碰撞？
• RQ4 具有线性增加γs的统计热力学模型能否准确描述Λ和Ξ超子的度心依赖产额？
• RQ5 规范抑制在解释有限体系中观测到的奇异数产额方面起什么作用？

主要发现

• 在SPS和RHIC能量下，Pb-Pb和Au-Au碰撞中，奇异数饱和因子γs随参与核子数的增加平滑且线性增长。
• 在SPS或RHIC能量下，重子化学势μB在度心变化中无显著依赖性，几乎在所有体系尺寸下保持恒定。
• 冻结温度T在度心变化中变化极小，仅在RHIC数据中呈现微弱的上升趋势，与μB不同。
• 中心C-C和Si-Si碰撞的奇异数饱和度高于参与核子数相近的外围Pb-Pb碰撞，表明奇异数产生并不等价。
• E895合作组在AGS的Λ和Ξ产额数据可被具有γs = 0.32 + 0.0015N_part的热力学模型良好描述，证实了不同能量下γs的线性趋势。
• 对SPS数据的全面分析[13]提供了T和μB的一致参考值，支持了不同体系中提取参数的稳健性。