费米子的相对论自旋输运理论

在重离子碰撞中,自旋轨道耦合可以导致整体极化现象.自从2017年,STAR工作中发现超子Λ在Au+Au碰撞中的整体极化,整体极化效应引起了学术界的广泛关注.整体极化效应的微观产生机制可以利用粒子之间非定域的散射过程来描述：在重离子碰撞中产生了热密物质,热密物质中的粒子之间通过非定域的碰撞过程实现了轨道角动量向自旋角动量的转换,从而导致散射后的粒子自旋极化.为了描述这一微观过程,在相空间描述自旋轨道耦合更加方便,而自旋轨道耦合又是一种量子效应,所以基于协变维格纳函数的量子动理学理论将是描述整体极化现象的有力工具.本文介绍了基于维格纳函数的量子动理学理论以及自旋输运理论.近期自旋输运理论的发展为以后数值模拟自旋极化现象的时空演化提供了理论基础.     

高能核-核碰撞多重数矩的能量、靶核和快度窗口无关性

本文分析了高能核-核碰撞多重数矩的能量标度无关性和与靶核质量及快度窗口宽度近似无关的性质,指出这些性质来源于核几何.在很普遍的条件下证明了,当碰撞核不很轻,快度窗口不很窄时,多重数n的归一化矩近似等于参与碰撞核子数N的归一化矩.对无偏过程和中心过程分别进行了计算,得到与实验符合的结果.     

快度分布与多重数的关系以及非衍射强子过程的随机性质

本文从对撞机(SPS)的实验结果出发,分析了强子-强子非衍射过程的机制。假定末态强子分成三个快度区域产生,它们的横能量随机地从入射粒子的动能中取得。而它们的纵动量等几率地分布,就能得到符合于实验的多重数分布和快度分布,以及快度分布对多重数的依赖关系。这表明,非衍射强子过程在两个相互垂直的方向上都有随机性。     

高能重离子碰撞中的靶核依赖性与非线性效应

本文讨论了高能重离子碰撞中的两种非线性效应—次级粒子的相互作用以及不等核过程的核内级联;分析了它们对末态粒子分布,特别是末态分布对靶核依赖性影响;用流体力学模型具体计算了快度分布的靶核依赖因子,计算结果与实验基本符合.     

量子输运理论与非平衡手征凝聚

讨论量子输运理论以及反常手征凝聚 (DCC)的产生和演化 .建立了手征Nambu Jona Lasinio模型的量子输运方程和约束方程 .发现非平衡的夸克自旋分布是产生DCC的主要物理起因 ,而量子离壳效应可能导致长寿命的DCC .     

高能重离子碰撞中的末态分布与夸克物质信号

本文结合液体动力学模型与状态方程,分析讨论了高能重离子碰撞过程中是否发生相变以及相变的级次对末态分布的影响.由于集体效应随入射能量和核质量的增加而加强,预计对于RHIC(每对核子能量S=100+100GeV)上进行的¹⁹⁷Au-¹⁹⁷Au碰撞,快度分布有可能作为夸克物质形成的信号.     

清华大学物理系原子核物理研究的新进展

在清华大学物理系成立80周年之际,对近年来清华大学物理系原子核物理研究的主要进展情况作一介绍,包括原子核高自旋态的实验研究,原子核结构的理论研究,高能核物理的理论研究.在高自旋态研究方面,内容包括在A～100丰中子核区核的集体振动转动带结构、新的准粒子带特性、新手征二重带等特性研究;在A～140丰中子核区核的八极形变及八级关联等特性研究;在A～130缺中子核区核的形状驱动效应,包括扁椭形变带、形状共存等特性研究.在原子核结构理论研究方面,内容包括用相互作用玻色子模型、推转壳模型、投影壳模型以及相对论平均场对原子核特性的研究;对原子核结构或其他量子系统的各种对称性和代数方法的研究,如动力学对称性、超对称性、势代数方法等;与对称性紧密联系的普通李代数和非线性李代数的表示,如普通李代数、李超代数、平方根型非线性李代数、多项式型非线性李代数等.在高能核物理研究方面,内容主要包括量子色动力学（QCD）在高温高密条件下的相变以及在相对论重离子碰撞中相变信号的研究.     

高能重离子碰撞的最大能量密度估计和形成夸克物质的时空区域

本文修正了Bjorken的最大能量密度估计式,分析了碰撞核质量和入射能量对提高能量密度的影响.讨论了碰撞中心区,碎裂区的状态方程和流体动力学方程.指出在碎裂区很难实现夸克物质的原因是系统膨胀引起的能量扩散过快.预言了每对核能量为100+100GeV的¹⁹⁷Au-¹⁹⁷Au对撞在中心区实现相变的碰撞参数范围和时空区域.     

强耦合Schrodinger方程的近似解析解法

分析了用李政道等人的方法求解强耦合Schroedinger方程的适用条件，具体计算了汤川势问题及相应的微扰问题。     

相对论重离子碰撞中的重味产生

重味粒子是新的物质形态——夸克胶子等离子体的敏感探针。 利用相对论流体力学描述夸克胶子等离子体的时空演化, 采用输运方程模拟重味粒子在夸克胶子等离子体中的运动, 既考虑重味粒子的热胶子离解, 也通过细致平衡原理包含重味粒子在热密媒质中的重产生。 正是由于离解与重产生之间的竞争以及竞争对于碰撞能量、 横动量和快度的依赖性, 自然解释了在RHIC能区的J/ψ疑难, 预言了在LHC能区由于重产生取得主导地位, J/ψ的核修正因子在中心和半中心碰撞中将随着参与反应核子数的增大而升高, 同时其平均横动量会受到强烈的压低。 Heavy quarkonium is a sensitive signature of the new state of matter-quark gluon plasma produced in high energy nuclear collisions. We describe the space time evolution of the quark gluon plasma by relativistic hydrodynamic equations and the quarkonium motion by transport equation. We found that the competition between the gluon dissociation and regeneration can explain naturally the J/ψ puzzles at RHIC energy. We predict the increase of the nuclear modification factor in semi central and central collisions and the related transverse momentum suppression at LHC energy.