熵产生、碰撞数和热核的形成过程

同时考虑真实的动量相关势和介质中核子-核子碰撞截面来求解BUU方程.在入射能量E_L/A=100、200、400和800MeV时,系统地计算和分析了核反应Ca⁴⁰+Ca⁴⁰在各种碰撞参数下的熵产生和碰撞随时间的变化过程.结果表明:动量相关势和介质效应对熵和碰撞数的影响是明显的,而且这种影响对碰撞参数和入射能量的依赖比较敏感,特别是熵产生和碰撞数在各种条件下随时间的演化过程反映了热核形成的动力学过程.     

中高能重离子碰撞动力学过程中的核物质密度,碰撞数和熵

该工作主要研究中高能重离子碰撞动力学过程中,平均场和核子-核子碰撞(包括自由核子-核子碰撞和介质中核子-核子碰撞)对核物质密度、碰撞数和熵的影响,以此来加深对原子核物质状态方程(EOS)的了解.为此我们在有介质和无介质条件下分别考虑软方程和硬方程,数值求解BUU方程计算了⁴⁰Ca+⁴⁰Ca在入射能量E_L=400MeV/A的中心碰撞(b=0fm)情况下各种物理量的时间谱.计算结果表明,核物质空间密度主要决定于平均场,受核子-核子碰撞的影响不大.而核子动量空间密度分布、碰撞数和熵同时受平均场和核子-核子碰撞,特别是介质效应的影响.而且这些因素对于以上各量的影响与入射能量密切相关.     

中能重离子碰撞动力学过程中的介质效应

本文对BUU方程碰撞项中的核子-核子碰撞截面分别采用有介质和无介质两种情况下的数据,系统地计算了重离子碰撞中介质效应对于集体流的影响.从有介质核碰撞截面和无介质核子碰撞截面随入射核子能量变化的规律合理地解释了介质效应对重离子碰撞横动量,流角等物理量的明显影响.分析这些影响可以看出在该能区和只考虑核子-核子弹性碰撞,π产生和π吸收的情况下介质效应与核物质状态方程的密切关系.     

同位旋相关的核子碰撞截面的不同形式与核子的集体流

在详细比较同位旋相关的核子-核子碰撞截面的几种常用形式的基础上,利用IBUU模型, 分别对具有相同质量的⁶⁰Ca+⁶⁰Ca和⁶⁰Ni+⁶⁰Ni的中能重离子碰撞进行了模拟计算,定量地分析了碰撞过程中不同形式的同位旋相关的核子-核子碰撞截面对于核子的快度分布和集体流的影响.结果显示: 不同形式的核子碰撞截面,可以给出相差较大的核子的快度分布和横向流, 但在同一种截面形式下,对称势的变化对横向流的影响较小.这表明在新的动量相关的对称势下, 中能重离子碰撞中集体流对于截面的敏感性依然成立;同时表明,在相同的碰撞截面和对称势形式下, 当入射能量在平衡能附近时,入射粒子的中质比对核子在平面流的影响较大,反之,影响较小.     

中能重离子碰撞中线动量耗散动力学

用BUU方程研究了50MeV/u ¹²C轰击²⁰⁹Bi引起反应中线动量耗散的动力学过程.对于周边碰撞,发生类似于低能区的深部非弹反应过程,说明平均场仍有很大影响;对于中心碰撞,预平衡粒子发射妨碍了完全线动量转移过程的发生.与实验测得的线动量转移分布比较,说明BUU方程的计算结果具有相当合理性.     

中能重离子碰撞中集体流的同位旋效应

在同位旋相关的量子分子动力学模型的基础上,利用Skyrme–Hartree–Fock计算所得的中子、质子密度,同时利用费米气体模型得到相应的中子、质子费米面,抽样出稳定的⁵⁸Fe和⁵⁸Ni初始核.仔细研究了55MeV/u ⁵⁸Fe+⁵⁸Fe和55MeV/u⁵⁸Ni+⁵⁸Ni两个反应中集体流的同位旋效应.在不同碰撞参数下对不同类型的碎块,观察到丰中子反应系统⁵⁸Fe+⁵⁸Fe比⁵⁸Ni+⁵⁸Ni有更强的集体流,并能与实验结果定性符合.同时,研究了同位旋相关的对称能与核子–核子碰撞截面对集体流的影响.     

中能重离子碰撞中的碰撞参数研究

在入射能量E为40和100MeV/u时,对¹¹²Sn+¹¹²Sn和¹²⁴Sn+¹²⁴Sn两个反应系统在不同碰撞参数下进行了同位旋相关的量子分子动力学模型计算,系统研究了阻塞率、线性动量转移、荷电粒子多重性、轻荷电粒子多重性、中子多重性以及束缚核总电荷Z_bound随碰撞参数的变化规律,结果表明,中子多重性对碰撞参数的依赖在两个能量下都存在着明显的同位旋效应,Z_bound在E为40MeV/u时存在着同位旋效应.同时讨论了在较低和较高能量时如何更合理地确定反应事件的碰撞参数.     

转动集体流的同位旋效应

在同位旋相关的量子分子动力学模型框架下,通过分析中间快度的方位角分布研究了40MeV/u ⁵⁸Fe+⁵⁸Fe和⁵⁸Ni+⁵⁸Ni反应体系在不同碰撞参数下的转动集体流,并且半经典地计算了转动观测量.发现丰中子体系(⁵⁸Fe+⁵⁸Fe)具有较强的转动集体流,这种现象在半周边碰撞中更加明显.转动集体流的同位旋相关性主要来自于核子–核子碰撞截面的同位旋相关性和对称能的影响.     

兰州CSR能区238U238U碰撞椭圆流模拟研究

用相对论输运模型模拟了束流动能为520MeV/u的²³⁸U＋²³⁸U碰撞实验. 研究了在两种极端对撞方位的UU碰撞中, 末态核子和π介子椭圆流v₂与碰撞参数、快度以及横动量的依赖关系. 研究表明, 由于挤压(squeeze-out)效应, 末态核子和π具有负的椭圆流; 体-体UU中心碰撞事件具有最大初始坐标空间形变, 因而具有最大的负的椭圆流, 约12%; 在最小无偏事件样本下, 体-体和头-头碰撞, 中央快度平台上的核子椭圆流大小相当, 而前者π椭圆流略大于后者; 在中央快度平台, 低横动量核子和π主要由反应后期Δ衰变得到, 而高横动量主要是参与核子再散射生成, 因而在低横动量区它们具有相似的流, 而在较高横动量区(>0.3GeV/c)由于旁观核子的再散射和吸收效应, 它们的椭圆流有明显压低.     

中能重离子碰撞中的各向异性流标度

用同位旋相关的量子分子动力学(IQMD)模型, 研究了25MeV/A的⁸⁶Kr+¹²⁴Sn碰撞系统在较大碰撞参数下的轻碎片的各向异性流(v₂和v₄), 发现横向动量依赖的椭圆流(v₂)存在对轻碎片核子数的标度律(number-of-nucleon scaling)现象, 以及不同轻碎片的v₄/v₂²比值都近似等于一个常数0.5. 这种标度律现象可以用核子层次碎片形成的组合(coalescence)模型来解释.     

利用自由中-质比研究对称能的高密行为

基于同位旋和动量依赖的强子输运模型IBUU04, 采用两种具有不同密度依赖的对称能研究了¹³²Sn+¹²⁴Sn反应系统在400MeV/A, 600MeV/A, 800MeV/A三种不同碰撞能量下中快度发射核子中-质比随横动量的变化关系. 发现发射核子中--质比在低横动量端非常敏感于对称能, 发射核子中--质比的强度随碰撞能量的降低而增强. 并且发射核子中-质比对对称能的敏感性随着碰撞能量的增大而降低, 在高横动量端尤为明显, 在碰撞能量为400MeV/A时, 自由核子中-质比对对称能的敏感性最为明显.     

相对论重离子碰撞中的K+产生及集体流

用自洽的相对论BUU模型研究了相对论重离子碰撞的K⁺产生及流,研究结果表明K⁺集体流在相对论重离子碰撞中对核态方程(EOS)和K–N标量吸引项(∑_KN)是敏感的,在对K⁺流中心度依赖的研究中发现在大碰撞参数时有反向流出现,可为确定∑_KN值提供更为有效的信息.对K⁺产生的总产额及各个不同道的贡献与EOS和∑_KN关系进行了细致分析,表明N△道对K⁺产生的贡献和影响都是最显著的; 不同道的贡献对∑_KN的灵敏程度不同,其中∑_KN对N△道的影响要比对πB道的大.     

重离子碰撞中产生的K介子的末态作用

推广了RVUU模型,计入了K介子的平均场势和K与核子的末态重散射.并用它模拟了每核子1GeV入射能量的两个Ca核碰撞的阈下K⁺产生.讨论了K⁺矢量势和K⁺末态重散射效应对K介子的末态性质的影响.计算结果表明,排斥的矢量势,与K⁺的末态重散射相似,明显地影响了末态K⁺动能谱,导致了实验室系中具有大动量的K⁺产额的增大.然而,排斥的K⁺矢量势的计入可观地减少了K⁺的末态重散射的影响.这说明,为了合理地评价K⁺能谱和角分布,K⁺同核子的这些末态作用都是不能忽略的.     

中高能重离子碰撞中的集体流性质

本文研究了在静态时不同势场下,标示核物质的核物质内部压强和束缚能对核物质密度的依赖关系.在同时考虑势场的动量相关和介质效应的情况下,通过BUU动力学计算,系统地研究了核物质流对碰撞参数和入射能量的依赖关系.通过对不同状态下的计算结果与实验值的比较,加深了对核物质状态方程的了解.     

质子椭圆流与对称能的密度依赖性

基于同位旋和动量依赖的强子输运IBUU04模型, 研究了¹³²Sn+¹²⁴Sn碰撞系统中的质子椭圆流对对称能的敏感关系. 研究发现入射能量从每核子400MeV到800MeV时质子椭圆流在低横动量端对对称能的敏感性高于高横动量端, 同时发现随着入射能量的增大, 质子椭圆流对对称能的敏感性在降低. 在研究入射能量范围内, 当入射能量为每核子400MeV左右时质子椭圆流对对称能最为敏感.     

57MeV/u 64Zn+27Al反应中集体流的研究

报道了利用4π带电粒子阵列测量的57MeV/u的⁶⁴Zn轰击²⁷Al反应中的集体物质流.各事件的碰撞参数分类采用平均平行速度方法,反应平面的确定采用横向动量分析方法.实验观察到在反应平面内的集体横向动量(边流参数)随着碰撞参数和粒子产物而变化.     

QMD模型对11Li引起反应的研究

将能量和同位旋相关的核子-核子碰撞截面引入QMD模型中,并利用壳模型中简谐振子位的密度分布,抽样出稳定的¹¹Li核.仔细研究了¹¹Li+¹²C反应的总截面.同Cugnon参数化计算结果进行比较发现,在中低能区,引起反应总截面增大的主要原因是,该能区核子-核子碰撞截面增大、反应时间尺度增长以及Pauli阻塞效应减小.     

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.     

40Ca+58Fe,58Ni反应中的径向膨胀流研究

利用同位旋相关的Boltzmann-Langevin方程研究了⁴⁰Ca+⁵⁸Fe和⁴⁰Ca+⁵⁸Ni两个反应系统在53,100,150和200MeV/u入射能量下对心碰撞的径向膨胀流.发现对于丰中子系统⁴⁰Ca+⁵⁸Fe的径向膨胀流系统性地小于稳定系统⁴⁰Ca+⁵⁸Ni的径向膨胀流.在假定轰击能量与反应体系的压缩密度呈抛物线关系时,能够解释入射能量和径向膨胀流之间呈现的直线关系.提取了出现径向膨胀流的轰击能量阈值,发现对丰中子系统⁴⁰Ca+⁵⁸Fe得到的能量阈值小于稳定系统⁴⁰Ca+⁵⁸Ni所得到的能量阈值.     

用同位旋分离的RVUU模拟重离子碰撞

推广了原来的RVUU模型,进一步分离了粒子的同位旋自由度. 并用它模拟了每核子1GeV入射能量的Au+Au碰撞,得到了与实验符合很好的p.π⁺和K⁺动量谱,K⁺与π⁺多重数及其比值K⁺/π⁺随参加粒子数目的变化规律,同时从理论上分析了K⁺/π⁺产额比曲线的物理意义.