重离子碰撞中的矢量介子自旋排列

在非对心相对论重离子碰撞中,参与反应的系统具有巨大的轨道角动量,从而使产生的夸克胶子等离子体具有极强涡旋场,并通过自旋-轨道相互作用导致部分子的自旋极化,经过强子化导致重子的自旋极化以及矢量介子的自旋排列等可观测效应.矢量介子的自旋排列是指其自旋密度矩阵的00元素ρ00偏离1/3.在矢量介子衰变到两个赝标介子的过程中,衰变产物的极角分布只与ρ00有关,以此可以对自旋排列进行测量.理论研究表明,重离子碰撞过程中,重子的自旋极化反映了夸克自旋极化的时空平均效应,而矢量介子自旋排列则反映了夸克反夸克自旋极化的局域相空间关联.本文回顾了相对论重离子碰撞中矢量介子自旋排列的相关理论工作.重点以非相对论夸克融合模型为例,明确地计入夸克极化的相空间依赖性,展示了矢量介子自旋排列与夸克反夸克自旋极化特别是它们之间相空间关联的关系.本文还讨论了涡旋、电磁场、有效φ介子场以及它们的局域涨落对φ介子自旋排列的贡献,结果显示强作用场的时空关联效应是导致φ介子自旋排列的主要因素.矢量介子自旋排列为探索强相互作用物质和强相互作用场的性质提供了新途径.     

质子-质子碰撞产生Θ+五夸克态过程中N(1710)的贡献

在相对论的框架下, 基于有效拉氏量, 在单π和单ρ介子交换的机制下, 我们推导了高能质子-质子碰撞过程中五夸克态产生过程反应截面. 利用已知的经验耦合常数和顶角形状因子, 研究了N^*(1710)核子激发态对反应截面的影响, 发现ρ介子交换在这些过程中起主导作用. 包括中间核子态N^*(1710)在质心能量为4GeV附近, 使反应截面增大几十倍, 其贡献是不可忽视的.     

矢量介子φ的动力学模型及耦合常数f_(φK■)~2,f_(ωK■)~2与f_(ρK■)~2的值

假设矢量介子φ(Ι=0,ι=1,m_φ=7.30m_π)是K散射交换ρ,ω以及φ介子本身而形成的共振。应用双色散关系中的N/D方法,并设ρ,ω以及交换的φ介子的质量为已知,近似求出K的分波散射振幅。当要求该振幅能重新给出正确的共振位置(φ的质量)和宽度时,即可得出偶合常数f_(ρκ)、f_(ωκ)与f_(φκ)所必需满足的关系,从而给出它们可能取的数值。     

矢量介子φ的动力学模型及耦合常数fφKK2,fωKK2与fρKK2的值

假设矢量介子φ(Ι=0,ι=1,m_φ=7.30m_π)是K散射交换ρ,ω以及φ介子本身而形成的共振。应用双色散关系中的N/D方法,并设ρ,ω以及交换的φ介子的质量为已知,近似求出KK的分波散射振幅。当要求该振幅能重新给出正确的共振位置(φ的质量)和宽度时,即可得出偶合常数f_φKK²、f_ωKK²与f_ρKK²所必需满足的关系,从而给出它们可能取的数值。     

核物质中的π, K, ρ和η物理

介绍了入射能量约1 A GeV时的重离子碰撞产生的介子物理, 分析了SIS和Bevalac两个重离子加速器的实验数据中显示的介质效应, 特别是手征对称性在有限密度时的部分恢复信号, 指出了目前理论研究中存在的问题, 最后讨论了兰州重离子加速器CSR可以进行的介子物理研究.     

高能重离子超边缘碰撞中极化光致反应

本文旨在对近期高能重离子超边缘碰撞中光致产生过程的研究做一个简要综述.相对论性重离子激发的超强电磁场可以被近似认为是一束极高亮度的等效相干光子束流.本文主要讨论两类等效光子参与的高能产生过程:准实光子融合产生轻子对即Breit-Wheeler过程,以及等效光子与原子核内的胶子物质相互作用导致的矢量介子衍射产生过程.这两类过程是研究重离子超边缘碰撞的传统课题,本文主要侧重于讨论碰撞参数依赖效应与末态软光子重求和效应.另一方面,最近一系列研究揭示了相对论重离子所激发的准实光子是高度线性极化的,其极化方向平行于光子横动量方向;并指出可以通过重离子超边缘碰撞中轻子对产生过程的cos 4?方位角不对称来测量光子的线偏振度.这一理论预言随后被SATR合作组的测量所证实.伴随这一新的理论与实验进展,线性极化光子束流同时也给我们提供了一种新颖的实验手段,用来研究量子色动力学唯象学.如线偏振准实光子可导致矢量介子衍射产生过程的各种方位角不对称,通过研究这些方位角不对称可以让我们更深入地理解高能散射过程的双缝干涉效应、库仑-核反应的干涉过程,以及抽取光子维格纳函数等.本文将详述这些效应并讨论未来的理论与实...     

相对论自旋流体力学

近年来,随着重离子碰撞实验中超子自旋极化与矢量介子自旋排列现象的发现,关于夸克胶子物质中自旋输运的理论研究也得到蓬勃发展,其中包括相对论自旋流体力学,它是描述自旋输运的流体力学理论.本文对相对论自旋流体力学的近期发展进行了综述,主要包括以下内容:1)相对论自旋流体力学基本方程的推导,包括宏观的唯象学推导、基于有效场论的推导以及基于输运理论的推导; 2)该理论框架的一些特殊性质,包括能动量张量中的反对称结构以及赝规范变换性质等; 3)在Bjorken和Gubser膨胀体系中的解析解及其对于重离子碰撞物理的意义.     

重离子碰撞中QCD物质整体极化的实验测量

高能重离子碰撞中Λ超子和φ, K^*0矢量介子的整体极化的实验数据证实了夸克物质整体极化的新现象,引起了研究人员的广泛关注,成为高能核物理前沿新的热点研究方向.本文主要从实验测量上回顾整体极化研究,着重阐述相对论重离子对撞机(RHIC)上的螺旋径迹探测器(STAR)合作组在不同对撞能量点开展的Λ超子和φ, K^*0介子的整体极化测量结果,并拓展到含有多个奇异夸克粒子Ξ,Ω的整体极化测量和Λ沿着束流方向的局域极化研究.本文也将简单点评大型强子对撞机(LHC)能区和HADES实验低能区的测量结果,并对这些实验结果给出的物理信息进行简单描述.     

√SNN=130GeV时Au+Au碰撞中的反重子与重子比率

按照夸克随机组合的简单组合模型, 本文通过分析得出重子反重子比率与夸克反夸克平均产生几率的关系. 进一步计算了相对论重离子碰撞过程中各种反粒子与粒子的比率, 不需要任何额外假定, 预言的比率与RHIC加速器√S_NN=130GeV时Au+Au碰撞STAR实验的结果基本一致. 表明夸克组合模型能够解释相对论重离子碰撞过程的反粒子与粒子比率.     

氩气含量对空气介质阻挡放电发射光谱的影响

利用介质阻挡放电实验系统测量了空气介质阻挡放电的发射光谱,研究了氩气含量对空气介质阻挡放电发射光谱的影响。在280~500 nm波长范围内,发现了氮分子第二正带系Ｎ₂(Ｃ 3Π_ｕ-Ｂ 3Π_ｇ)的谱线和氮分子离子的第一负带系N+₂(B 3Σ＋_ｕ-Ｘ 2Σ＋_ｇ)的谱线。在相同条件下加入10%氩气后,起始放电电压由26 kV降低到23 kV,介质阻挡放电和发射光谱强度都增强,谱线的半宽明显加大。随氩气含量的增加,各个氮分子第二正带系谱线强度的变化趋势不同,而两条氮分子离子第一负带系谱线391.44和427.81 nm的光谱强度都是降低的。     

Flavor-dependent photoproduction in heavy-ion collisions

Strong electromagnetic fields produced in the non-central heavy-ion collisions can induce vector meson photoproduction. In this paper, we study the photoproduction J/ψ and φ mesons in the relativistic heavy-ion collision from ultra-peripheral nuclear collisions to peripheral hadronic heavy ion collisions. And then include both initial hadronic production and thermal production in quark-gluon plasma (QGP). We find, for the charm anti-charm bound state J/ψ, the photoproduced J/ψs are mainly in the very low momentum region and clearly exceed the hadronic production. However, considering the thermal production of strange quark anti-quark pairs in QGP produced in relativistic heavy-ion collisions, the photoproduced φ is usually smaller than the thermal production and only evident at very peripheral collisions as even their photoproduction is much larger than J/ψ.     

细长金属管内产生的直流辉光等离子体发射光谱诊断

利用发射光谱法对金属管内形成的稳定氩氮直流辉光等离子体进行了诊断。通过对等离子体发射光谱谱线的研究确定了等离子体中的活性粒子成分;根据氩原子的玻尔兹曼曲线斜率法计算了等离子体中的电子激发温度;采用氮分子第二正带系跃迁(C3Π_u→B3Π_g)的发射谱线计算了等离子体中的氮分子振动温度;研究了电子激发温度和氮分子振动温度随压强的变化特征。研究结果表明,在20 Pa下产生的Ar60%+N₂40%直流辉光等离子体中,活性成分主要是Ar原子、Ar离子、N₂的第二正带系跃迁(C3Π_u→B3Π_g)和N+₂的第一负带系跃迁(B2Π+_u→X2Σ+_g);电子激发温度约为(15 270±250)K;氮分子(C3Π_u)振动温度约为(3 290±100)K;随着压强的增加电子激发温度、分子振动温度逐渐降低。文章的研究结果对细长金属管内表面改性研究具有重要的意义。     

光谱学方法研究介质阻挡沿面放电辉光模式的电场分布

利用介质阻挡沿面放电装置,在低气压空气中实现了辉光放电模式。利用光电倍增管对放电发光信号进行检测,发现外加电压每半周期出现一个发光脉冲,并且正负半周期的光脉冲是不对称的。利用Photoshop软件处理放电的照片,研究发现平行于高压电极不同位置的发光强度基本相同,然而距离高压电极越远,发光强度减小。放电中总电场由外加电场和电介质积累的壁电荷电场共同决定,确定该电场具有重要意义。通过分析放电的发射光谱中N+₂(B 2Σ+_u→X 2Σ+_g)谱线391.4 nm和N₂的第二正带系(C 3Π_u→B 3Π_g)谱线337.1 nm的比值,可以定性地说明电场的分布。研究发现电场在高压电极附近较大而远离高压电极处较小。这些研究结果对沿面放电的数值模拟和工业应用具有重要的价值。     

低电压下氮气放电的发射光谱分析

建立了一套直流放电产生氮气等离子体装置,该装置以碳纳米管修饰ITO电极为阳极,铝平板为阴极,两极间距~80 μm。在室温低电压(低于150 V)对氮气进行气体放电,利用发射光谱法对氮气放电过程中的活性物种进行了诊断研究。在直流电压下,观测到氮气发射光谱中能量最强最清晰的谱带N₂(C3Π_u),强度比较弱的Gaydon’s Green带系N₂(H₃Φ_u-G3Δ_g),以及820 nm附近氮原子的发射谱线(4p-4p0),发现氮分子的亚稳态是导致一系列激发态氮原子和氮气电离的主要因素,与交流电下(1.1 kV)产生的发射光谱相比,直流电下氮原子谱线光谱较强,且在500~800 nm范围检测到一个宽的分子谱带。考察了氧气与氢气对氮气发射光谱的影响,氧气对氮气的激发态有猝灭作用,使氮气发光强度降低,但其发射光谱图的谱型相似,都检测到氮气的第二正带系、Gaydon’s Green带系及氮原子谱线。当氮气与氢气的体积比为1∶1时,氮气的第二正带系及Gaydon’s Green带系都会受到很大的影响,说明加入的氢气可抑制氮等离子体激活,导致氮气的发光强度明显减弱,Gaydon’s Green System消失不见。碳纳米管修饰的ITO电极能使击穿电压降低,在10 V的低电压下,通过光电倍增管可观察到气体弱电离产生的光信号。     

对称能研究进展(英文)

总结了目前基于分析地面实验室以及天文观测数据所得到的关于核物质对称能密度相关性的约束。结果表明,在核物质饱和密度ρ0处,关于对称能的大小Esym(ρ0)及其密度梯度参数L的不同具体约束强烈地依赖于不同的实验数据或理论方法。另一方面,所有存在的约束都和Esym(ρ0)=(32.5±2.5)MeV以及L=(55±25)MeV一致。如何确定核物质对称能的高密行为仍然是一个挑战。     

大面积沿面放电等离子体温度的光谱研究

设计了水电极放电装置,在空气/氩气混合气体中实现了大面积沿面放电。采用发射光谱法,对分子振动温度、电子平均能量和电子激发温度等随气压的变化进行了研究。根据氮分子第二正带系(C3Π_u→B3Π_g)的发射谱线计算出氮分子的振动温度;使用Ar 763.51 nm(2P₆→1S₅)和772.42 nm(2P₂→1S₃)的两条发射谱线的强度比得到电子激发温度;通过氮分子离子391.4 nm和氮分子337.1 nm两条发射谱线的相对强度之比得出了电子的平均能量的变化。实验研究了发射光谱随气压的变化,发现其强度随着气压的增加而增强,且其整个轮廓和谱线强度之比也发生变化。随着气压从0.75×105Pa升高到1×105Pa,分子振动温度、电子激发温度和电子能量均呈下降趋势。     

氮气中空心阴极放电条纹的发光特性

利用发射光谱法,在氮气环境下研究了圆柱型空心阴极放电条纹的特性。测量得到了气压为20 Pa,放电电流为1.3 mA时条纹区的发射光谱,结果表明发射光谱主要为氮分子的第一正带系(B3П_g →A3П_u)和 第二正带系(C3П_u→B3П_g )。利用双原子光谱发射理论,计算得到了氮分子振动温度的空间分布特性。结果表明光谱线强度呈周期性分布,明纹中心处的谱线强度高于暗纹中心处的谱线强度。明纹中心处的N₂分子振动温度为3 500～4 400 K,并且从阴极到阳极,明纹中心处光谱线强度和分子振动温度逐渐下降。同时测量得到了放电电流为1.0和1.5 mA时的发光条纹特性,研究了放电电流对条纹特性的影响。随着放电电流的增加,明纹中心处的分子振动温度升高,条纹间距增加。另外,利用测量得到的发光条纹,计算得到了条纹区的平均约化电场强度为44～49 m-1·Pa-1,并且由阴极向阳极逐渐降低。对于揭示气体放电中发光条纹的形成机理和促进空心阴极放电的稳定性有重要的参考价值。     

基于支持向量机的水稻叶面积指数高光谱估算模型研究

为了研究支持向量机(SVM)对于作物农学参数高光谱估算的能力,通过大田小区试验,测定了2个品种、3个供氮水平处理的水稻在不同生长期的冠层高光谱反射率(350～2 500 nm)。依据Ladsat-5的TM传感器波段宽度,将高光谱反射率转换为10种不同的植被指数。利用所有样本的植被指数和水稻叶面积指数(LAI),通过不同统计模型的模拟分析,依据模型的R2选取了三种相关性较高的统计关系(包括NDVI_green的指数关系、TCARI/OSAVI的乘幂关系和RVI₂的乘幂关系)。对这三种关系,通过具有不同核函数的SVM模型和相应统计模型对LAI进行估算。结果表明：所有的SVM模型都具有较低的均方根误差值,估算精度都高于相应的统计模型;基于TCARI/OSAVI的POLY核SVM具有最高的估算精度,其RMSE比相应的统计模型降低近11个百分点。因此,SVM方法用于水稻LAI高光谱估算具有良好的学习能力和鲁棒性。     

乙二醇溶液中直管圆锥泡声致发光光脉冲和光谱

在U型管声致发光装置的基础上建立了一套新型的声致发光装置—直管圆锥泡声致发光装置,详细地介绍了此装置的结构和实验操作步骤,利用此装置得到了超强的发光脉冲。测量得到了乙二醇溶液中圆锥泡声致发光的发光脉冲,结果显示脉冲半宽度大约为80 μs左右,远远高于其他声致发光形式所产生的脉冲宽度,这主要是由于圆锥泡可以获得远远高于超声声致发光中气泡所能得到的能量。发光光谱为一从紫外光至可见光波长范围的连续谱,上面叠加C₂有d3Π_g→d3Π_u的跃迁形成的五个序列谱带,分别对应于Δν＝-2,Δν＝-1,Δν＝0,Δν＝1和Δν＝2;同时叠加有CN的B2Σ+→X 2Σ+跃迁形成的3个序列谱带和CH的A2Δ→X 2Π 跃迁谱带。特别是实验中测量得到了斯旺带光谱序列谱带清晰的振动结构。最后,通过与理论模拟得到的斯旺带光谱相对强度的比较,估算得到了C₂分子的振动温度大约为(4 200±200) K。