喻梅凌[1]2002年在《夸克胶子喷注判定的蒙特卡罗研究》文中指出目前高能物理实验的一个显着特点是多重产生现象，末态观测到的粒子多重数多则上百。数据分析的一个重要任务就是从末态粒子的分布中找到与相互作用有关的信息。在高能正负电子对撞实验中，某些末态粒子的动量方向近似相同，聚集在一个小的立体角内形成喷注。人们认为喷注是部分子(夸克和胶子)强子化的结果，深入地研究实验末态的喷注是了解夸克胶子性质的重要手段，而研究夸克胶子喷注的性质是检验微扰量子色动力学的一个重要方面，也是探索部分子强子化机制的重要途径，理论预言，由于夸克胶子相互作用和胶子胶子相互作用的色因子不同，导致由夸克强子化而来的喷注和由胶子强子化而来的喷注性质有差异。高能物理实验所研究的问题涉及到大量的随机因素，数据处理工作中会出现很多的随机变量，对于这种随机的物理过程最合适的研究方法是蒙特卡罗方法，即根据实验、模型或已有理论，用数学的方法模拟出实际的物理过程，以得到模拟的样本。蒙特卡罗方法在高能物理中有很广泛的应用。 本文首先简要介绍了量子色动力学(QCD)预言的夸克胶子喷注的区别。重点是目前已有的关于夸克胶子喷注平均多重数比 EE硕士学位论文 hfor4M MASTER’S ThESIS 值的实验结果．其次给出了我们研究中所用到的蒙特卡罗事件 产生器的原理和特点，着重介绍了在HERWIG和JETSET这两个 应用较广泛的亨件产生器中如何根据物理过程产生事件以及两 者在强子化模型上的区别．然后我们从部分子层次和强子层次 两个方面细致地研究了在正负电子湮灭产生叁喷注事件（质心能 量91．ZGeV中如何用喷注之间的夹角来判定一个喷注是源自于 夸克跟胶子；即”角度法”．讨论了角度法的理论基础，实验中对 喷注的定帅确定喷注的算法以及角度法的判定效率和纯度．在 研究中我们要求一个事件的叁个喷注在同一个平面上．从部分于 层次的分折发现判定效率依赖于喷注之间的最大夹角与次大夹角 之差，固此我们引入了一个角度截断来提高判定的纯度．最后给 出应用角度法得到的夸克胶子喷注的多重数分布，它们与＊D的 预言及实验结果定性上一致．
尹轩[2]2011年在《5.5 TeV铅—铅碰撞的中性介子衰变光子椭圆流的蒙特卡罗研究》文中提出经历从古到今无数科学家的研究,人类发现物质由原子组成,原子由电子和原子核组成,原子核由质子和中子组成。近代随着粒子加速器的发展,人们发现质子和中子由夸克与胶子组成。在通常情况下,夸克与胶子由于强相互作用禁闭在强子中。根据量子色动力学(QCD)预测,在极度高温高密状态下强子里的夸克与胶子会退禁闭,转变成一种由自由夸克与胶子组成的新的物质相,叫做夸克与胶子等离子态(QGP)。重离子碰撞实验的目的是为了寻找夸克胶子等离子体。研究QGP热力学性质的一个关键观察量是椭圆流,也就是碰撞产生粒子横动量方位角的各向异性,它和系统的状态方程相关。由于直接光子自由程长,它不与热密物质发生强相互作用,可以带出产生源的热力学和动力学信息,从而直接光子是研究重离子碰撞早期状态的重要探针。在RHIC实验中,发现中心Au+Au对撞与p+p对撞相比强子场有明显压低,说明硬散射部分子穿过热密物质时会有能量损失。相反,高横动量直接光子场没有压低现象。ALICE是LHC上用于重建的复杂的重离子探测器,其主要目的是研究以前没有达到过的碰撞能量下产生的QGP的性质。虽然直接光子可以作为研究碰撞早期可靠信息的探针,但是在碰撞的各个阶段都有光子射出,比如初态的硬散射,热物质态夸克与胶子的相互作用,晚期的强子气体等。因此实验上要得到直接光子很复杂。在非对心重离子碰撞中,碰撞区域的几何形状是椭圆形。实验上直接光子场是通过从总光子中减去强子衰变光子得到。强子衰变光子主要来源是π0,除π0外本论文还考虑了η,ω,ρ0,η'可以衰变光子的影响。除了π0外其它的中性介子都不是直接测量到的。本论文的结果建立在模拟上,π0的横动量分布函数来自于对用Hijing模拟的(?)=5.5TeV,11.2fm≤b≤12.3fm Pb-Pb碰撞dN/dpT拟合的结果,采用的Levy分布。首先根据强子横质量标度一致的性质,从π。的分布得到其它四种强子的分布。按照输入粒子产额分布函数产生π0,η,ω,ρ0,η'并让这五种介子衰变,同时在事件中加入流信息,使π0,η,ω,ρ0,η'椭圆流与RHIC实验中强子椭圆流的结果一致,先线性增长,达到一定值PT后趋于饱和,说明流主要在碰撞早期形成,在膨胀相趋于稳定。然后用事件平面方法分析π0,η,ω,ρ0,η'衰变光子ν2对pT的依赖。本论文直接用椭圆流的定义式测量ν2的pT分布,也用了实验上常用的傅立叶展开函数拟合出射粒子方位角与反应平面角关联的分布来提取π0的ν2,两种方法结果一致。最后得到衰变光子ν2对PT的分布,与母介子ν2对pT分布变化一致。
丁亨通[3]2006年在《ALICE实验中重夸克的产生及其双μ谱的研究》文中研究说明格点量子色动力学预言,在高温高密的条件下有可能发生从强子相到退禁闭的局域热化的夸克胶子等离子体(QGP)相的跃迁。通过高能重离子碰撞实验可以产生高温高密的条件以研究QGP。由于大多数的粲、底夸克主要是在碰撞的初期产生,而且能更好的被微扰QCD(pQCD)预言,因此重夸克可以作为一个探测QGP很好的探针。 最近美国BNL/RHIC实验中人们观察到Au-Au碰撞中轻强子谱相对pp和d-Au碰撞有显着的压低现象,这证实了轻部分子在穿越碰撞后形成的热密物质时经历能量损失而导致的喷注淬火(jet quenching)效应。对于重夸克,由于死角效应(dead code effect),一般认为在穿越热密物质时其能量损失会比轻夸克小得多。但是最近PHENIX实验组,测得(SNN)~(1/2)=200GeV的Au-Au碰撞中心快度区中重夸克衰变产生的高横动量电子谱相对于pp碰撞有很大的压低,这个结果表明重夸克也经历了相当大的能量损失,几乎与轻夸克相同。理论预言在LHC重离子碰撞中粲、底夸克的产额将极为丰富,这给我们提供了研究高能重离子碰撞中热密物质性质的重要条件和手段。由于重夸克衰变产生的双轻子不变质量谱在J/ψ峰及Z~0峰之间的区域占主导地位,因此预计通过分析末态双轻子谱可以获得重夸克能量损失的信息。目前关于重夸克能量损失的理论模型有很多,其中基于BDMPS理论框架下的Quenching Weight方法能对中心快度区的轻强子谱及重夸克衰变的电子谱作较好的描述。因此利用此方法研究重夸克衰变产生的向前快度区的μ子谱很重要。 本文基于描述重夸克产生的HVQMNR模型,采用描述重夸克能量损失的基于BDMPS理论框架下的Quenching Weight方法,着重研究了LHC/ALICE实验中、(SNN)~(1/2)=5.5TeV的Pb-Pb碰撞中重夸克产生以及粲夸克能量损失效应对其末态μ子谱的影响。本文首先引入新近的部分子分布函数CTEQ 6M,并采用HVQMNR模型计算给出了在LHC能区pp碰撞的重夸克产生截面;进一步引入部分子分布函数的核遮蔽效应及部分子内禀横动量增宽效应计算给出了Pb-Pb碰撞中每核子-核子碰撞的重夸克产生截面;然后采用Glauber模型将Pb-Pb碰撞中每核子-核子碰撞的结果推广到中心度范围为0-5%的Pb-Pb碰撞,计算得到了粲、底夸
赵艳娥[4]2006年在《新型粒子探测器—多气隙电阻板室的性能研究》文中指出高能重离子对撞物理是20世纪70年代以来形成的一个新的研究领域，其目的是研究在相对论和极端相对论条件下，由核—核碰撞所产生的极端高温，高密度核物质的性质，探测新的核物质相。这种研究对人们了解粒子物理，核物理和有关宇宙形成及其演化都具有非常重要的意义。美国布鲁克海汶国家实验室(BNL)的相对论重离子对撞机(RHIC)能够将碰撞核子加速到几百GeV，目的是通过分析末态粒子携带的信息寻找夸克胶子等离子体(QGP)，进一步研究和发现新物质形态和新粒子。RHIC—STAR探测器的物理目标是研究高能量密度下强相互作用的物质，寻找QGP。为了提高STAR探测器的粒子鉴别能力，中美双方正在合作建造多气隙电阻板室(MRPC)飞行时间谱仪(TOF)。MRPC具有探测效率高和时间分辨好等优点，工作在雪崩模式下的MRPC具有几百Hz／cm~2的计数率能力，可以满足粒子多重性探测要求。 该论文围绕新型粒子探测器MRPC的基本性能研究，从4个方面展开详细的分析和研究。分别从工作气体环境的变化，电极材料的变化，读出电极尺寸的变化，以及几何结构变化等几方面研究MRPC的基本性能，以进一步了解掌握MRPC的工作机理和工作条件。本论文的全部实验工作都是基于宇宙线测试完成的。 通过对MRPC的工作气体温度和气体比分的变化对其性能的影响的研究，揭示了MRPC的雪崩过程对环境温度和气体比分的依赖性，为掌握MRPC运行的物理机制提供了重要的数据，同时为MRPC的工作环境条件的控制提供了可靠的依据。工作气体对MRPC性能的影响包括两个方面：工作气体温度的改变和气体成分比例的改变。实验发现，随着气体温度升高，MRPC的暗电流增加，噪声呈指数上升，效率坪提前和平均电荷量增加。这些实验现象和规律可以用MRPC的雪崩放大的增益随温度增加而增加来解释。气体温度的升高造成原初电离密度变小，电子的平均自由程变大，电子的电离截面增加，有效汤生系数的增大，气体增益变大，MRPC的信号幅度，噪声，暗电流，效率都随气体增益的增大而增加。流气式工作的MRPC，气体压强不变，气体密度随温度升高而变小，依赖E／ρ的气体增益随温度升高而变大。在温度变化较小时，论文工作提出可以用经验公式V=V_αP_0T／PT_0来调整工作条件。不同气体比分对MRPC性能的影响，主要由气体本身的性质决定，电子的平均自由程随氟利昂在混和气中的比分升高而减小，电子电离截面变小，汤生系数变小，电子漂移速度变慢，所以感应信号幅度
汪先友[5]2012年在《在CMS/LHC上通过Bc→J/ψπ测量Bc介子的微分截面》文中研究说明本文使用欧洲大型强子对撞机(LHC)上的紧凑缪子探测器(CMS)2011年所积累的实验数据，约4.8fb-1积分亮度，测量了7TeV质子质子对撞能量下产生Bc总截面乘以J/ψπ的分支比σ_(Bc)×B (Bc→Jψ π)以及微分截面乘以J/ψπ的分支比dσ/dp_T~(Bc)×B (Bc→Jψ π)和dσ/dy~(Bc)×B (Bc→Jψ π)。在Bc的挑选中，首先挑选出两个异号缪子对它们做带约束条件的顶点拟合重建出J/ψ事例，然后取J/ψ质量峰窗口宽度为300MeV/c~2内的两缪子与一条随机的径迹做带约束的动力学拟合重建出Bc介子。为了在测量截面时最大程度地减小统计误差，需要对选择条件做一些优化，尽力提高信噪比。在完成所有选择后对Bc不变质量做了最大似然拟合在测量区间p_T~(Bc)>10GeV c和|y|<1.5内得到383±38个Bc→J/ψπ事例。应用这些拟合事例数以及求得的接收度和各个选择步骤的选择效率和触发效率得到Bc总产生截面乘以分支比的值为61.00±6.17±3.71pb其中第一个误差为统计误差，第二个是系统误差。把这些Bc事例按Bc PT和|y|分成相应的叁个bin，分别拟合出各个bin的事例数并求出各个bin的触发效率、选择效率和接收度，得到Bc微分截面乘以J/ψπ的分支比值。从微分截面分布曲线来看，理论预言和实验的分布趋势是一致的，存在的差异是Bc的微分截面乘以分支比的实验结果却大于理论结果，其主要原因是因为理论产生总截面的不确定性和Bc→J/ψπ分支比不确定性太大。
徐蓉[6]2013年在《高能强子—强子以及高能核—核碰撞中的强子产生》文中研究表明量子色动力学预言在高温和／或高重子密度下核物质结构会产生相变,使得原本禁锢在强子里的夸克和胶子解禁闭.核物质的这种全新的形态被称之为夸克胶子等离子体(QGP),并能用格点QCD理论得到很好的描述,同时我们也认为大爆炸后几微秒的宇宙空间都由QGP组成。位于布鲁克海文国家实验室(BNL)的相对论重离子碰撞机(RHIC)以及位于CERN的大型强子对撞机(LHC)都在实验室里重塑了这种高温高密的极限条件。集体现象以及喷注淬火现象是两个重要的探针,被用于探测QGP的形成及其性质。从这些试验得到的数据都有力地证明了QGP是一个强相互作用态,在流体膨胀时具有非常小的粘滞系数,并且对于高能喷注来说是不透明的。喷注淬火作为探测QGP的一个工具,它遵循一个原理：硬部分子和介质相互作用会导致部分子能量损失以及大横动量强子谱的压低。通过对末态大横动量强子谱的介质修正的测量和唯象研究,我们能提取出介质的性质,例如喷注输运系数。另一方面,由形成的QGP的初始高压导致的密介质里的集体膨胀,以及非对心碰撞中的初始非对称几何都造成了末态强子谱的方位角各向异性。比较实验数据以及由粘滞动力学计算的各向异性流的结果,能更进一步的了解QCD物质的输运性质,更精确的给出粘滞系数的取值范围。这两个唯象研究所需的一个共同条件是了解初始粒子产生,因为初始粒子产生决定了初始能量密度分布以及后期在密介质里的时空演化。因此,高能强子碰撞和高能核碰撞中研究粒子产生是非常关键的。HIJING蒙特卡罗模型是一个基于两组分模型的核-核产生器.把核子-核子碰撞按照其交换横动量的大小分成Pt>p0的硬过程和pt<7的软过程。硬的部分子散射可以用微扰量子色动力学(PQCD)来描写。软的相互作用过程用Lund(?)玄模型来描写计算其反应截面。HIJING里的核效应包括一个参数化形式的冷核里的部分子分布的核遮蔽效应,以及用一个简单的部分子能量损失模型处理的末态的喷注淬火效应。在这篇论文里,我们在两组分模型里引入最新的部分子分布以及一系列新的参数对HIJING进行升级,来控制pp碰撞的总截面以及中心赝快度密度。用新的参数化的部分子遮蔽因子以及由多重部分子散射造成的横动量pt展宽来反映高能pA碰撞的冷核效应。应用升级后的HIJING模型,我们研究了强子谱以及多重数分布并与LHC能量下pp碰撞的实验数据进行了对比。同时我们也研究了pA碰撞的末态强子谱相对于pp碰撞的核修正。发现部分子遮蔽效应以及横动量pt展宽都影响末态中等横动量强子谱。由多重散射造成的部分子味结构的修正以及多个部分子喷注系统的强子化都导致LHC能量下pA碰撞的末态大横动量强子谱的压低。对于核-核碰撞,我们把LHC能量下Pb+Pb对心碰撞的带电强子的中心快度密度与RHIC(?)能量下的同种数据进行结合来降低胶子遮蔽参数化形式的不确定性。并且预言了LHC能量下Pb+Pb碰撞的中心快度区的带电强子多重数密度的中心度依赖。除了强子产生,我们还利用HIJING模型研究了由小横动量喷注产生的强子在各个方位角里的横向动量关联。在热化的早期,喷注淬火效应明显的导致了关联的扩散。随后我们对这个方位角横向动量关联在重离子碰撞后期的演化做了进一步的研究,从流体力学的基本公式出发,我们得到了一个类耗散方程。结合致密物质的流体力学方程解这个类耗散方程,并且沿着冻结超曲面计算了末态方位角横向动量关联。我们发现切向粘滞系数与熵密度的比值影响着横向动量关联的扩散。因此,末态横向动量关联所携带的信息有助于我们分析碰撞早期的小横动量喷注的热化过程以及sQGP的粘滞系数。
张冬亮[7]2012年在《用LHC上的ATLAS探测器取得的7TeV的质子—质子对撞数据寻找衰变到eμ对的重粒子》文中研究说明论文分析了LHC上ATLAS探测器在2010年取得的35pb-’和2011年取得的1.07fb-1对撞能量为7TeV的pp对撞数据用于寻找衰变到eμ末态的重粒子。主要的物理本底来自顶夸克对的产生、DrellYan过程和W玻色子对的产生,而单个顶夸克产生、WZ、ZZ玻色子对的产生的贡献相对比较少。对这些有eμ产生的过程,用蒙特卡罗模拟可以得到很好的估计。另外的本底来自粒子误判,有两种情况。一种是光子误判成电子,这种本底的贡献贡献很少(2-3%),可以用蒙特卡罗模拟来粗略估计,并用真实数据来检验。另一种误判的情况是夸克或胶子喷注误判为电子或缪子,这种情况我们使用矩阵方程的办法来直接从真实数据中估计。两组数据中观察到的eμ事例均与标准模型的预计相吻合,没有显着的偏差。我们对R-宇称破缺的超对称模型中超对称τ中微子的产生和衰变的物理参数设置了上限。在95%的置信度下,假设两个耦合参数λ312=0.05和λ311=0.10,可以排除质量小于1.32TeV的超对称τ中微子。这个限制远超出Tevatron上得到的结果。我们也对在不同的超对称τ中微子质量假设下的耦合参数λ312和λ311作出了限制,对质量大于275GeV的超对称τ中微子,这个结果是当前世界最严的限制。这些限制并不仅限于超对称τ中徽子模型,产生截面的限制也适用于其他模型中衰变到eμ的重粒子。
参考文献：
[1]. 夸克胶子喷注判定的蒙特卡罗研究[D]. 喻梅凌. 华中师范大学. 2002
[2]. 5.5 TeV铅—铅碰撞的中性介子衰变光子椭圆流的蒙特卡罗研究[D]. 尹轩. 华中师范大学. 2011
[3]. ALICE实验中重夸克的产生及其双μ谱的研究[D]. 丁亨通. 华中师范大学. 2006
[4]. 新型粒子探测器—多气隙电阻板室的性能研究[D]. 赵艳娥. 中国科学技术大学. 2006
[5]. 在CMS/LHC上通过Bc→J/ψπ测量Bc介子的微分截面[D]. 汪先友. 重庆大学. 2012
[6]. 高能强子—强子以及高能核—核碰撞中的强子产生[D]. 徐蓉. 华中师范大学. 2013
[7]. 用LHC上的ATLAS探测器取得的7TeV的质子—质子对撞数据寻找衰变到eμ对的重粒子[D]. 张冬亮. 中国科学技术大学. 2012
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