[论文解读] The Parton Bubble Model(PBM) is Connected to the Glasma Flux Tube Model(GFTM), and predicts the Ridge and Strong CP violation

S. J. Lindenbaum, R. S. Longacre|ArXiv.org|Sep 12, 2008

High-Energy Particle Collisions Research参考文献 8被引用 3

一句话总结

本文将部分子气泡模型（PBM）与胶子云通量管模型（GFTM）联系起来，表明在喷射触发条件下，PBM能够再现√sNN = 200 GeV的RHIC Au+Au碰撞中的脊状关联。此外，该模型预测通过纵向色电场和磁场存在强CP破坏，并引入四粒子关联函数以探测拓扑电荷效应，现有数据已显示14σ的色电场对齐证据。

ABSTRACT

In an earlier paper we developed a Parton Bubble Model (PBM) for RHIC/LHC, based on a substructure of a ring of localized bubbles which initially contain 3-4 partons of almost entirely gluons. A Glasma Flux Tube Model (GFTM) which formed longitudinal flux tubes in the transverse plane of two colliding sheets of Color Glass Condensate (CGC) which pass through one another had been developed. These sheets create boost invariant flux tubes of longitudinal color electric and magnetic fields. A blast wave gives the tubes near the surface transverse flow in the same way it gave flow to the bubbles in the PBM. In this paper we connect the equivalent characteristics of the PBM to the GFTM and show that the intermediate transverse momentum charged-two-particle angular correlations of the most central and highest energy RHIC Au + Au collisions are explained. When one considers a 3-4 GeV/c transverse momentum tagged charged trigger particle in combination with other intermediate transverse momentum charged particles, the ridge correlation is generated and explained. The longitudinal color electric and magnetic fields of GFTM have a non-zero topological charge density $F \widetilde $F. These fields cause a local strong CP violation which effects charged particle production coming from quarks and anti-quarks created in the tube or bubble. We developed four-charged-particle correlations which show this CP effect and accumulate from bubble to bubble independent of whether particles are pushed or pulled and rotated in a right or left handed direction, We demonstrate strong evidence for the predicted color electric field using previously published experimental data. We developed 4 particle correlations for obtaining evidence for the predicted color magnetic field.

研究动机与目标

• 建立高能重离子碰撞中部分子气泡模型（PBM）与胶子云通量管模型（GFTM）之间的理论联系。
• 利用喷射触发的PBM框架解释RHIC数据中观测到的脊状现象。
• 开发对强CP破坏敏感的四粒子关联函数，其源于纵向色电场和色磁场。
• 识别现有实验数据中已显示的色电场效应的强证据。
• 提出新的四粒子关联函数，用于实验搜索色磁质效应，以检验局域强CP破坏的存在。

提出的方法

• 将PBM调整以包含喷射触发（3–4 GeV/c的带电粒子），生成与实验动量空间条件一致的脊状关联。
• 模拟在膨胀火球表面局部胶子热点（气泡）上的发射，每个气泡包含3–4个以胶子为主的部分子。
• 采用流体动力学模型模拟PBM和GFTM中的横向流，确保流体行为的一致性。
• 基于异号带电π介子对引入四粒子关联函数，以探测色电场和色磁场引起的CP破坏效应。
• 应用F̃F项（陈-西蒙斯密度）来建模通量管中的拓扑电荷与CP破坏，包括场诱导的粒子加速与旋转。
• 将PBM生成的关联函数与RHIC数据（特别是HBT和脊状测量）进行比较，以验证预测。

实验结果

研究问题

• RQ1 当施加喷射触发时，部分子气泡模型（PBM）如何再现Au+Au碰撞中的脊状关联？
• RQ2 在物理结构与动力学方面，PBM与胶子云通量管模型（GFTM）之间存在何种联系？
• RQ3 PBM能否通过特定的四粒子关联函数探测到由纵向色电场和色磁场引起的强CP破坏？
• RQ4 在已发表的RHIC数据中，是否存在支持预测的色电场效应的实验证据？
• RQ5 所提出的四粒子关联函数能否用于实验搜索色磁质效应的确认？

主要发现

• 在√sNN = 200 GeV的RHIC Au+Au碰撞中，加入喷射触发的PBM成功再现了脊状关联，与实验数据的偏差在百分之几以内。
• PBM预测在小∆η区域，同号π介子关联函数出现14σ的下凹，为色电场诱导的π⁺与π⁻对对齐提供了强有力证据。
• 该模型预测色电场导致夸克-反夸克对沿束流轴向分离，从而在伪快度（Δη）空间中产生对齐的π介子。
• 色磁场预测导致夸克与反夸克在横向动量上产生相反方向的旋转，从而在Δpt空间中产生反向对齐的π介子对，但尚未观测到。
• 现有RHIC数据已对预测的色电场效应提供了强有力的实验支持，验证了理论框架的合理性。
• 所提出的四粒子关联函数与粒子流方向无关，且在各气泡间可累积，使其成为强相互作用中CP破坏的稳健探测工具。