ATLAS实验:5.02TeV铅铅和质子铅碰撞中的平均横向动量与流谐波关联测量

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"这篇论文是ATLAS合作组在Eur.Phys.J.C期刊上发表的一篇开放访问文章,探讨了在5.02 TeV的铅-铅和质子-铅碰撞中平均横向动量与流谐波的相关性。通过在大型强子对撞机(LHC)上的实验,研究了夸克-胶子等离子体的特性。" 在高能物理学领域,尤其是在超相对论性离子碰撞研究中,夸克-胶子等离子体(Quark-Gluon Plasma, QGP)是一种非常重要的研究对象。ATLAS探测器是LHC的一个关键组件,用于检测这些高能碰撞产生的粒子,以理解基本粒子交互的极端条件。在这项研究中,ATLAS团队利用了5.02 TeV的铅-铅碰撞数据样本(总集成亮度为22μb^-1)和质子-铅碰撞数据样本(总集成亮度为28nb^-1),对流动谐波进行了详细分析。 流动谐波是描述高能碰撞中粒子集体运动的一种方式,它反映了系统在碰撞后形成的不均匀性。这个分析主要关注的是二次、三次和四次流动谐波,它们分别对应于椭圆流(v2)、三角流(v3)和四次流(v4)。通过修改过的皮尔逊相关系数,研究了这些流动谐波与单个事件中带电粒子平均横向动量的关联。 在铅-铅碰撞中,观察到随着事件中心度的增加,所有研究的流动谐波的相关系数都有显著的变化,这表明QGP的形成和演化受参与碰撞的核子数量的影响。而这些变化在不同带电粒子动量范围内表现得相当一致,这为理解QGP的动力学提供了线索。在质子-铅碰撞中,只观察到了二阶流动谐波的微弱中心依赖性,这可能暗示了在这些碰撞中集体流动的形成机制有所不同。 通过将实验结果与基于流体动力学模型的预测进行比较,可以定性地描述铅-铅数据,这有助于进一步理解等离子体的行为以及QGP的性质。这些发现对于推动我们对强相互作用的理解以及早期宇宙状态的模拟具有重要意义。 ATLAS实验的这项研究揭示了在5.02 TeV能级下的铅-铅和质子-铅碰撞中,平均横向动量与流动谐波的复杂关系,提供了有关夸克-胶子等离子体特性的宝贵信息,并为今后的理论建模和实验研究奠定了基础。