[论文解读] The effect of Lorentz-like force on collective flows of K$^{+}$ in Au+Au collisions at 1.5 GeV/nucleon}{The effect of Lorentz-like force on collective flows of $K^{+}$ in Au+Au collisions at 1.5 GeV/nucleon

Yushan Du, Yongjia Wang+2 more|arXiv (Cornell University)|Apr 12, 2018

High-Energy Particle Collisions Research参考文献 56被引用 5

一句话总结

本研究在UrQMD输运模型中引入了类似洛伦兹力的组分，以改进在1.5 GeV/核子下金-金碰撞中K⁺集体流的描述。在奇异夸克-核子相互作用中包含速度依赖的矢量（类似洛伦兹）势，显著降低了仅使用标量势时预测的过度负向定向流，从而能够同时且准确再现KaoS实验的定向流与椭圆流数据。

ABSTRACT

Producing kaon mesons in heavy-ion collisions at beam energies below their threshold energy is an important way to investigate the properties of dense nuclear matter. In this study, based on the newly updated version of the ultrarelativistic quantum molecular dynamics model, we introduce the kaon-nucleon (KN) potential, including both the scalar and vector (also dubbed Lorentz-like) aspects. We revisit the influence of the KN potential on the collective flow of K$^{+}$ mesons produced in Au+Au collisions at $E_{lab}$ = 1.5 GeV/nucleon and find that the contribution of the newly included Lorentz-like force is very important, particulary for describing the directed flow of K$^{+}$. Finally, the corresponding KaoS data of both directed and elliptic flows can be simultaneously reproduced well.

研究动机与目标

• 研究在核子-奇异夸克（KN）势中引入类似洛伦兹力对重离子碰撞中K⁺集体流的影响。
• 通过在输运模型中同时包含KN势的标量与矢量组分，改进对K⁺定向流与椭圆流的描述。
• 解决仅使用标量势时模型预测与实验数据之间的偏差，特别是过度负向的定向流问题。
• 验证矢量（类似洛伦兹）组分在再现KaoS实验中K⁺流数据方面的重要性。
• 为研究致密核物质中核状态方程与奇异数动力学提供一致的理论框架。

提出的方法

• 更新了超相对论量子分子动力学（UrQMD）模型，以包含奇异夸克-核子（KN）势的标量与矢量（类似洛伦兹）组分。
• 引入了源自奇异夸克矢量场空间分量的速度依赖型类似洛伦兹力，作为动量依赖势。
• 对197Au+197Au碰撞在1.5 GeV/核子能量下进行模拟，覆盖一系列碰撞参数，并应用动量学切片（y₀: 0.3–0.7，pₜ: 0.2–0.8 GeV/c）以匹配实验条件。
• 通过形式 dN/dφ ≈ 1 + 2a₁cos(φ) + 2a₂cos(2φ) 拟合K⁺介子的方位角分布，以提取流参数a₁（定向流）与a₂（椭圆流）。
• 将模型结果与KaoS实验数据在a₁与a₂上的测量值进行比较，评估KN势中是否包含类似洛伦兹力的影响。
• 系统比较包含完整KN势、仅标量势与无KN势三种情形，以分离矢量组分的作用。

实验结果

研究问题

• RQ1 在1.5 GeV/核子下Au+Au碰撞中，KN势中包含类似洛伦兹力对K⁺介子的定向流与椭圆流有何影响？
• RQ2 为何仅使用标量KN势的模型中K⁺定向流会过度负向？类似洛伦兹力能否纠正此偏差？
• RQ3 包含标量与矢量（类似洛伦兹）组分的完整KN势在多大程度上能同时再现KaoS实验的定向流与椭圆流数据？
• RQ4 KN势中的标量与矢量组分对K⁺发射模式中观测到的各向异性分别有何相对贡献？
• RQ5 KN势中标量排斥与矢量吸引之间的抵消效应如何影响最终的流参数？

主要发现

• 在KN势中引入类似洛伦兹力显著降低了预测定向流（a₁）的幅值，纠正了仅使用标量势时出现的非物理性负向流过度估计。
• 使用完整KN势（含类似洛伦兹力）计算的定向流参数a₁与KaoS实验数据在不确定度范围内一致；而仅使用标量势时，a₁值过负。
• 椭圆流参数a₂对KN势的敏感性较低，但完整KN势仍比无势情况更符合实验数据。
• 标量排斥与类似洛伦兹力吸引之间的抵消效应至关重要：若移除类似洛伦兹组分，a₁将变得更负，与实验数据偏差更大。
• 仅当在模型中包含完整KN势（包括速度依赖的类似洛伦兹力）时，定向流与椭圆流参数才能被同时准确再现。
• 模型结果表明，类似洛伦兹力并非仅是修正项，而是准确描述亚阈值奇异夸克产生中K⁺动力学的关键组分。