夸克-胶子等离子体中的双轻子产率
量子色动力学
量子色动力学维基百科，自由的百科全书量子色动力学（英语：Quantum Chromodynamics，简称QCD）是一个描述夸克胶子之间强相互作用的标准动力学理论，它是粒子物理标准模型的一个基本组成部分。
夸克是构成重子（质子、中子等）以及介子（π、K等）的基本单元，而胶子则传递夸克之间的相互作用，使它们相互结合，形成各种核子和介子，或者使它们相互分离，发生衰变等。
量子色动力学是规范场论的一个成功运用，它所对应的规范群是非阿贝尔的群，群量子数被称为“颜色”或者“色荷”。
每一种夸克有三种颜色，对应着群的基本表示。
胶子是作用力的传播者，有八种，对应着群的伴随表示。
这个理论的动力学完全由它的规范对称群决定。
目录[隐藏]▪ 1 历史▪ 2 理论▪ 3 微扰量子色动力学▪ 4 非微扰量子色动力学▪ 5 参考文献▪ 6 外部链接[编辑]历史静态夸克模型建立之后，在重子质量谱和重子磁矩方面取得了巨大成功。
但是，某些由一种夸克组成的粒子的存在，如等，与物理学的基本假设广义泡利原理矛盾。
为解决这个问题，物理学家引入了颜色自由度，并且颜色最少有3种。
这个时候颜色还只是引入的某种量子数，并没有被认为是动力学自由度。
静态夸克模型建立之后，经历了十年左右的各种实验，都没有发现分数电荷的自旋的夸克存在，物理学家被迫接受了夸克是禁闭在强子内部的现实。
然而，美国的斯坦福直线加速器中心SLAC在七十年代初进行了一系列的轻强子深度非弹性散射实验，发现强子的结构函数具有比约肯无标度性(Bjorken Scaling)。
为解释这个令人惊奇的结果，费曼由此提出了部分子模型，假设强子是由一簇自由的没有相互作用的部分子组成的，就可以自然的解释比约肯无标度性(Bjorken Scaling)。
更细致的研究确认了部分子的自旋为，并且具有分数电荷。
部分子模型和静态夸克模型都取得了巨大成功，但是两个模型对强子结构的描述有严重的冲突，具体来讲就是夸克禁闭与部分子无相互作用之间的冲突。
夸克物质的相变与QCD相图
夸克物质的相变与QCD相图夸克物质是构成质子和中子等核子的基本粒子，其研究对于理解强相互作用和核物理有着重要的意义。
在极端条件下，夸克物质可以经历相变，这对于理解宇宙早期的物质状态、中子星内部的物理过程等具有重要的启示。
本文将介绍夸克物质的相变以及与之相关的量子色动力学（QCD）相图。
1. 引言根据现代粒子物理学的标准模型，夸克是构成带电粒子和中性粒子的基本组成部分。
夸克由六种不同的“味道”（也称为“flavor”）来区分，分别是上夸克（up quark）、下夸克（down quark）、魅夸克（charm quark）、顶夸克（top quark）、奇夸克（strange quark）和底夸克（bottom quark）。
夸克还有一种被称为色荷的属性，它使得夸克在强相互作用下发生相互作用。
2. 夸克物质的相变在正常的物质条件下，夸克是被束缚在强子中的，无法独立存在。
然而，当物质处于极端高温高密度的条件下，夸克与胶子们的相互作用会变得很弱，夸克可以脱离束缚形成夸克-胶子等离子体，这种相变被称为夸克-胶子等离子相变。
夸克-胶子等离子相变是宇宙早期宏观观测的一个重要预言，它可以帮助我们理解宇宙诞生后的早期演化。
根据宇宙学的理论模型，宇宙在大爆炸之后，经历了极端的高温高密度条件，夸克-胶子等离子相变可能发生在宇宙诞生后仅几微秒到几个纳秒的时间内。
3. QCD相图量子色动力学（Quantum Chromodynamics，简称QCD）是描述强相互作用的理论。
QCD相图是用来描述夸克物质状态随着温度和化学势变化的图像。
QCD相图是一个三维的图像，横轴表示温度，纵轴表示化学势，第三个轴表示色荷化学势。
根据夸克的颜色属性，可以分为红、绿和蓝三种色荷。
在低温低密度条件下，夸克物质处于强束缚态，被称为强子物质。
在高温高密度条件下，夸克物质处于解束缚态，被称为夸克-胶子等离子体。
通过改变温度和化学势，可以在QCD相图中观察到从强子相到夸克-胶子相的相变。
物理学基本粒子的分类与性质
物理学基本粒子的分类与性质物理学中，基本粒子是构成宇宙和物质的基本单位。
它们按照一定的分类体系被分为不同的类别，每个类别都具有独特的性质。
本文将介绍物理学中基本粒子的分类和性质。
一、强子和轻子根据基本粒子的质量和相互作用方式，可以将基本粒子分为两大类别：强子和轻子。
1. 强子强子是一类相对较重的基本粒子，它们受到强相互作用的影响。
强子包括质子、中子以及其他更加罕见的希奇粒子，如Λ子和Ω子。
质子和中子是构成原子核的基本组成部分，它们由夸克和胶子组成。
相比于轻子，强子有更大的质量和更强的相互作用力。
2. 轻子轻子是一类相对较轻的基本粒子，它们受到电磁相互作用和弱相互作用的影响。
轻子包括电子、中微子和它们的反粒子。
电子是最轻的带电粒子，它们参与了化学反应和电磁辐射现象。
中微子是几乎没有质量和几乎无法与其他物质相互作用的基本粒子。
二、夸克与胶子在强子中，夸克和胶子是构成质子和中子的基本粒子。
1. 夸克夸克是一类具有电荷、质量、颜色荷和自旋的基本粒子。
夸克分为六种不同的“味道”：上夸克（u）、下夸克（d）、粲夸克（c）、奇奇夸克（s）、顶夸克（t）和底夸克（b）。
夸克之间通过交换胶子进行相互作用，形成强子。
2. 胶子胶子是一类无质量、无电荷的基本粒子，通过强相互作用将夸克粘在一起。
胶子有8种不同的颜色荷，即红、绿、蓝以及它们的反荷。
胶子是保持夸克在核内稳定的力量之一。
三、电荷与自旋基本粒子还可以根据电荷和自旋的性质进行分类。
1. 电荷根据电荷，基本粒子可分为带电粒子和中性粒子。
带电粒子包括电子（-1单位电荷）和质子（+1单位电荷），它们参与了电磁相互作用和化学反应。
中性粒子包括中子和中微子，它们的电荷为零。
2. 自旋自旋是基本粒子的一个量子属性，类似于物体的自转。
根据自旋，粒子可以分为整数自旋粒子和半整数自旋粒子。
整数自旋粒子包括胶子和光子（自旋为1），它们是波动性较强的粒子。
半整数自旋粒子包括电子和中微子（自旋为1/2），它们是费米子，遵循了泡利不相容原理。
利用不确定性关系计算夸克-胶子等离子体的寿命
关键词 ： 夸克一 胶子等离子体； 寿命 ； 不确 定性 关系
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：ｑ ｕ ａ ｒ ｋ － ｇ ｌ ｕ ｏ ｎ ｐ ｌ ａ ｓ ｍａ ； ｌ ｉ ｆ ｅ ｔ ｉ ｍｅ ； Ｕｎ ｃ ｅ ｒ ｔ ａ ｉ ｎ ｔ ｙ Ｒｅ ｌ ￣ｉ ｏ ｎ
中 图分 类 号 ： ０ ５ ７ ２ ． ２
夸 克 束 缚 态 的泡 利 原理 ， 必须 给 夸 克 引入 色 自由度 。 夸 克 关系 ， 可以推算出夸 克一 胶子等离子体 的寿命。 由 自然单位 之 间 的相 互 作 用 就 是 通 过胶 子 传 递 色荷 来 实 现 的 ， 每 一 个 制 下 的 不确 定 性 关 系 可知 ， 系统 的能 量 不 确 定 度 和 时 间 不 味道 的夸 克 都 可 以 有 三 种 颜 色 ， 由于 色 禁 闭 的 要 求 ， 强 子 确 定 度 之 间 有如 下 关 系 ＡＥ Ａ ｔ ＞ ＿ （ １） Ｚ 必须 是 色 单 态 的 ， 比如 重 子 的夸 克组 成是 全 反 对 称 组 合 。 从 相 对 论 条 件 下夸 克 的 动 力 学 方 程 ｐ ＝ ０ ，可 以得 到 夸 克一 胶 子 等 离 子体 是 一 种 新 的物 质 形 态 ，夸 克 不 再 是 以 强子 型 的双 夸 克 或 三 夸 克 束 缚 态 形 式存 在 ， 夸 克 之 间 到 核 子 内部 三 个 夸 克 的 总 能量 为 Ｅ ＝ （ ２ ） 王 ｔ 是 完 全渐 近 自由 的。 可 以 存在 夸 克 与夸 克 之 间 ， 夸 克 与 多 下 面 我 们 将 从 产 生夸 克一 胶 子 等 离 子体 的 临界 能量 出 夸 克 之 间 的 色相 互 作 用 ， 这 是 一 种 多体 夸 克 凝 聚 而 成 的 新 发 ， 来 计 算 其 寿 命 。利 用 不确 定 性 关 系 计 算物 质 的寿 命 在 物 质 形 态 。 这 种 物 质 形 态 被 认 为 曾存 在 于 宇 宙大 爆 炸 初 逻辑 上是可行 的， 假 设 系 统 处 于 自由 夸 克 态 时 ， 零 质 量 夸 期， 从夸 克 物质 演 化 的意 义 来 讲 ， 研 究 夸 克一 胶 子 等 离 子 体 克携 带 的 总 能量 为 Ｅ， 当 自由夸 克物 质 开 始 冷 却 并 最 终碎 不 仅 对 基 本 粒子 物 理 研 究 意义 重 大 ， 而 且 对于 宇 宙 演 化 来 裂 为强子物质 后 ， 自 由夸 克 便 不存 在 了 ， 那 么 在 这 段 时 间 讲也具有重要意义。 物 理 学 家 们 正 在 尝 试着 通 过 实验 装 置 间隔 △ ｔ 内 的 能量 不确 定 性 就 是 △ Ｅ ＝ Ｅ 一 ０ 。 （ 高能重离子碰撞 ） ， 把 物 质 的温 度 和 密 度 在 一 个 很 小 的 时 取 核子 半径 Ｒ － ０ ． ８ ｆ ｍ， 由（ １ ） 式 可知 ， 出现 夸 克 一 胶 子 空 区域 内提 升 到 宇 宙 大爆 炸 的初 始 阶段 。 等离子体 时每个初始核子 的总能量为 Ｅ ＝ ３ － ｒ ｒ ／ Ｒ： ２ ． ３ Ｇ ｅ Ｖ 。 按 １ 利用不确定性关系计算夸克一 胶子等离子体 的寿命 照 不 确 定 性 关 系 的最 小 值 Ａ Ｅ Ａ ｔ ＝ Ｉ ／ ２ ， 就 可 以 计 算 出夸 克 一 高 能 重 离 子 碰 撞 能 够 将 重 离 子 撞 击 的 巨 大 能 量 瞬 间 胶 子等离子体 的寿命 为 ｔ ｏ ： １ ０ ～ ￣ ｆ ｍ。 由于取 自然单位制 ， 时 聚 集 在 一个 很 小 的时 空 区 域 内 ，形 成 一 个 高 能量 密度 体 ， 间、 能量、 长 度 之 间 的量 纲 关 系 为［ 时间］ ＝ ［ 长度］ 、 ［ 长 度】 『 能 其 密度 可达 几 个 Ｇ ｅ Ｖ ， ｆ ｍ ， 的量 级 。美 国布 鲁 海 文 国 家 实验 量１ ＝ ｌ ， 再将费米长度换 算为国际制单位 就有夸 克一 胶子等 室（ Ｂ Ｎ Ｌ ） 的 相 对 论 重离 子 对 撞 机 （ Ｒ Ｈ Ｉ Ｃ） 能够 将 金原 子 核 离子体 的寿命为 ｔ ｏ ： １ ０ 。 西 ｓ ， 这个计算值符合 目前的理 论值。 加 速 到 每核 子 １ ０ ０ Ｇ ｅ Ｖ， 质 心 系 能 量 可达 ２ ￣ １ ９ ． ７ Ｔ ｅ Ｖ 。为 了 ２ 小 结 能 在 实 验 室 获 得 更 高 的 能量 ，欧 洲核 子 研 究 中 心 （ Ｃ Ｅ Ｒ Ｎ） 利用测 不准关系计 算微观物质 系统 的寿命 在逻辑 上 目前 已经建 成 了大型 强子 对 撞机 （ Ｌ Ｈ Ｃ） ，其 可 以 产生 是 行 之 有 效 的 ，利 用 量 子 力 学 中 的 不 确 定 性 关 系 可 以 直 ３ Ｔ ｅ Ｖ每核子 的质心 系能量 ，对于铅原子核 Ｐ ｂ 猫，可达到 观、 快速地计 算出夸克一 胶子 等离子体 的寿命。 在物理教学 ３ ｘ ２ ０ ８ Ｔ ｅ Ｖ 的质 心 系 能 量 。 核 粒 子 束 迎 头相 撞 时 ， 每 秒 钟 将 的 现代 物 理 部 分讲 解 粒 子 物 理 的 前 沿 进 展 ， 并 利 用简 单 的 会 出现 上 千 次 的碰 撞 ， 每一 次碰 撞 都 能在 相 撞 点 上 产 生 很 量子 力 学 原 理 获 得 诸 如 系 统 寿 命 的一 些 物理 量 ， 不仅 可 以 提升 学 生 的学 习兴 趣 ， 还 能 拓 宽 学 生 的 学 习视 野 。
第2章 夸克与轻子 (2)
第二章夸克与轻子Quarks and leptons2.1 粒子园The particle zoo学习目标Learning objectives：我们怎样发现新粒子？能否预言新粒子？什么是奇异粒子？大纲参考：3.1.1￣太空入侵者宇宙射线是由包括太阳在内的恒星发射而在宇宙空间传播的高能粒子。
如果宇宙射线粒子进入地球大气层，就会产生寿命短暂的新粒子和反粒子以及光子。
所以，就有“太空入侵者”这种戏称。
发现宇宙射线之初，大多数物理学家都认为这种射线不是来自太空，而是来自地球本身的放射性物质。
当时物理学家兼业余气球旅行者维克托·赫斯（Victor Hess）就发现，在5000m高空处宇宙射线的离子效应要比地面显著得多，从而证明这种理论无法成立。
经过进一步研究，表明大多数宇宙射线都是高速运动的质子或较小原子核。
这类粒子与大气中气体原子发生碰撞，产生粒子和反粒子簇射，数量之大在地面都能探测到。
通过云室和其他探测仪，人类发现了寿命短暂的新粒子与其反粒子。
μ介子（muon）或“重电子”（符号μ）。
这是一种带负电的粒子，静止质量是电子的200多倍。
π介子（pion）。
这可以是一种带正电的粒子（π＋）、带负电的粒子（π－）或中性不带电粒子（π0），静止质量大于μ介子但小于质子。
K介子（kaon）。
这可以是一种带正电的粒子（K＋）、带负电的粒子（K－）或中性不带电粒子（K0），静止质量大于π介子但小于质子。
科学探索How Science Works不同寻常的预言An unusual prediction在发现上述三种粒子之前，日本物理学家汤川秀树（Hideki Yukawa）就预言，核子间的强核力存在交换粒子。
他认为交换粒子的作用范围不超过10－15m，并推断其质量在电子与质子之间。
由于这种离子的质量介于电子与质子之间，所以汤川就将这种粒子称为“介子”（mesons）。
一年后，卡尔·安德森拍摄的云室照片显示一条异常轨迹可能就是这类粒子所产生。
高能物理中的粒子加速器技术与原子核碰撞
高能物理中的粒子加速器技术与原子核碰撞在高能物理领域，粒子加速器技术和原子核碰撞是两个关键领域，它们为科学家们提供了探索物质本质和宇宙奥秘的重要工具和手段。
粒子加速器是一种能够将带电粒子加速到极高速度的装置，它们的目标是研究微观世界的基本粒子结构和相互作用。
加速器以一个或多个环形管道组成，这些管道中充满了强磁场，使得带电粒子按照特定的轨道加速运动。
这种加速使得带电粒子获得了极高的能量，使得研究人员能够观察和探索它们的性质和行为。
粒子加速器的类型多种多样，常见的有环形加速器、线性加速器和同步辐射加速器。
环形加速器是最常见的类型，它们能够将带电粒子持续加速到高能量水平，然后通过与靶材料的碰撞来进行研究。
线性加速器则是将带电粒子沿直线轨道加速，其加速效果更为迅猛，但加速距离相对较短。
同步辐射加速器则是利用入射粒子在弯曲磁场中产生的辐射来进行研究。
粒子加速器的发展推动了许多前沿科学研究的进展，例如发现了许多新的基本粒子，如夸克和轻子，证实了基本粒子的存在模型，如标准模型，并揭示了宇宙起源和演化的诸多奥秘。
此外，粒子加速器还在核医学和材料科学等领域具有广泛的应用。
而原子核碰撞是利用高能粒子对撞机将两个原子核以极高速度相撞，以探索物质的微观世界和宇宙的起源与性质。
原子核碰撞实验可以模拟宇宙大爆炸的极端状态，通过观察原子核碰撞后的粒子产生和动态行为，科学家们可以深入了解物质的特性和组成。
原子核碰撞实验的核心是高能粒子对撞机，它能够将两个原子核加速到接近光速，并使其在撞击点发生碰撞。
这种高能量和高密度的碰撞条件创造了极端的温度和压力，使得原子核内的夸克和胶子解离并重新组合成强子和介子。
通过观察和分析碰撞产生的粒子，研究人员可以了解宇宙早期的物质状态，以及粒子的自旋、质量和产生机制等重要信息。
原子核碰撞实验在过去几十年中取得了许多重要的科学突破，例如发现了夸克-胶子等离子体，这是一种高温和高密度的物质状态，类似于宇宙大爆炸初期的条件。
夸克胶子等离子体的排除体积效应
夸克胶子等离子体的排除体积效应夸克胶子等离子体是宇宙中极端高温、高密度条件下的一种物质形态。
它的存在对于了解宇宙的早期演化和强互作用的性质具有重要意义。
然而，在对夸克胶子等离子体的研究中，我们必须考虑到它的排除体积效应。
本文将探讨夸克胶子等离子体的排除体积效应对其性质和产生的影响。
夸克胶子等离子体是由夸克和胶子组成的一种高能量态物质。
夸克是构成核子的基本粒子，而胶子是介导强核力的粒子。
在宇宙的早期，温度和密度极高，夸克与胶子之间的相互作用很强，形成了夸克胶子等离子体。
通过重离子碰撞实验，科学家们成功地在实验室中再现了这种高能量态物质。
然而，当我们研究夸克胶子等离子体时，必须考虑到它的排除体积效应。
排除体积效应是指由于夸克和胶子之间的排斥力，它们不能无限靠近，从而占据一定的体积。
这是由于强相互作用的性质决定的。
夸克之间存在色荷，不同颜色的夸克之间具有排斥力，这导致了夸克胶子等离子体的排除体积效应。
夸克胶子等离子体的排除体积效应对其性质和演化起着重要的影响。
首先，排除体积效应使得夸克胶子等离子体的物态方程不再是理想气体的形式。
在理想气体中，分子之间不存在相互作用，从而占据的体积可以忽略不计。
但在夸克胶子等离子体中，夸克和胶子之间存在相互作用，从而体积不能忽略。
这使得我们必须采用更加复杂的方程描述夸克胶子等离子体的性质。
其次，排除体积效应还对夸克胶子等离子体的演化产生重要影响。
由于排除体积的存在，夸克和胶子在碰撞过程中受到排斥力的影响，从而影响了它们的散射过程。
这在一定程度上抑制了夸克胶子等离子体的演化速率。
此外，在高温、高密度条件下，夸克与胶子不断发生着强相互作用的过程，夸克与反夸克结合形成介子和重子，而胶子之间则通过强核力相互作用。
排除体积效应也会影响到这些强相互作用的发生过程。
最后，夸克胶子等离子体的排除体积效应对实验观测具有一定影响。
由于排除体积效应，夸克胶子等离子体在重离子碰撞实验中的产物粒子分布会受到一定的修正。
【国家自然科学基金】_夸克物质_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140730
科研热词 推荐指数 高能重离子碰撞 1 超新星 1 脉冲星 1 组分夸克质量 1 流夸克质量 1 夸克相变 1 夸克星 1 夸克-胶子等离子体物质 1 天体物理学 1 大型离子对撞机实验 1 光子谱仪 1 光子探测 1 中子星 1
2009年 序号 1 2 3 4 5
科研热词 高能重离子碰撞 强作用力 夸克禁闭 夸克物质 alice实验
推荐指数 1 1 1 1 1
2011年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
科研热词 量子色动力学 部分子分布函数 轻子 质量-半径关系 色蒸发模型 色八重态机制 相对论重离子碰撞 电弱统一理论 状态方程 物质结构 模型参数 椭圆流 核修正因子 标准模型理论 奇异星 奇异夸克 夸克偶素 夸克-胶子等离子体 夸克 反超氚核 反物质
2013年 科研热词 黑洞,暗星 质量-半径关系 脉冲星 粘滞系数 等离子体 状态方程 物质形态 混合星 椭圆流 核物质 暗物质 普朗克能标 探测器 强相互作用 密度依赖口袋常数 宇宙大爆炸 奇异夸克 夸克胶子物质 夸克物质 夸克星 反物质 原子核 γ 射线暴 推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2012年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
2013年 科研热词 推荐指数 序号 质量-半径关系 3 1 状态方程 3 2 奇异星 3 3 相对论平均场 2 4 有限温 2 5 密度依赖口袋常数 2 6 前中子星 2 7 重离子对撞 1 8 重味压低 1 9 超子超子相互作用 1 10 质子-质子对撞 1 11 粲夸克 1 12 粲偶素 1 13 离子碰撞 1 14 有限温度 1 15 开粲 1 16 中子星 1 17 δ 介子 1 18 qcd相变 1 19 finite temperature, protoneutron 1 star, rmft 20 21 22 23
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收 稿 日期 ： ０ ０ ０ — ８ ２ １ —６ ０
作者简介： 王
栋 ， 究 方 向 ： 事 原 子 核 物 理 方 面 的研 究 ， － ｉ：ａ ｄｎ ６ ． ｍ． 研 从 Ｅｍａ ｗ ｎ ｏ＠１３ｃ ｌ ｏ
广 西 工学 院学 报
第 ２ 卷 １
夸 克 必须 互为 反 粒子 ， 即具 有 相 反 的色 和 相 同 的味 ．
在空间体积元 ｄ ３ ｘ和动量元 ｄ 中 ， 味为 的夸克数为［ ７ ］ ：
毗 器
Ｎ￣ － Ｊ（） ＶＥ ｆ
Ｅ 两 ｌ ＝
（ ２ ）
式 中 ：ｃ 等 离子 体 中夸 克 的色 数 ； 为等 离子 体 中夸 克 的 自旋 数 ； 为 夸 克 的 能量 ， Ⅳ为 且
忽略夸克质量后 ， Ｉ ． Ｅ＝ｖ Ｊ 用 表示味为 的反夸克与夸克的相对速度， 在单位时间内反应截面扫过 的体积为 （ ｖ 设反夸克的能量为 Ｍ） ｄ Ｉ ｌ Ｐ ， 则在动量元 ｄＰ 内， ３ 单位时间能够和夸克反应生成轻子
克 ． 子 等离 子 体 的动 量 分 布 满 足 玻 尔 兹 曼 分 布 ， 假设 夸 克 和 轻 子 的 质量 为 Ｏ的情 况 下 ， 出 了等 离 子 体 中 双 轻子 的 胶 在 推 产 率 ． 表 明双 轻 子 的 产率 与等 离 子 体 温 度 的 ４次方 成 正 比． 结果
关 键 词 ： 克一 子 等 离 子 体 ； 轻 子 ； 率 夸 胶 双 产
￣－ｉ） 丁１ － ｆ ＝＇ － ＋ ４＂ １
（） １
２ 双轻子产率
现在假定 已经形成 了夸克． 胶子等离子体 ， 在一定量的等离子体 中 ， 有夸克 ， 也有反夸克 ， 构成 了正反 夸克湮灭 的条件 ， 但并不是所有 的夸克 只要和反夸克碰上就能湮灭生成虚光子 ， 能够互相湮灭的夸克和反
夸克． 胶子等离子体 中的双 轻子产 率
王 栋 ． 剑波 ｂ 李
（ 西 工 学 院 ａ 山学 院 ； ． 息 与 计 算 科 学 系 ， 西 柳 州 ５ ５ ０ ） 广 ． 鹿 ｂ 信 广 ４ ０ ６
摘
要 ： 了更 好 地 从 双 轻 子 信 息 研 究 夸 克 ． 子 等 离 子体 ， 文 利 用 正 反 夸 克 湮 灭 产 生 双 轻 子 的 反 应 截 面 ， 为 胶 本 考虑 到夸
对 的反夸 克 数 为 ：
，
器 ）（ ）
，
（ ３ ）
（ 已由（ ） 给出 ， ） １式 只须将 （ ） 的 ｅ换成 ｅ 表示味为厂的夸克所带 的电荷 ．（ 。 （ ） １式 ｚ ， ｆ Ｅ） 分别表 与厂 示 夸 克 与反 夸 克 的 动量 分 布 ． （ ） （ ） ， 动量 积 分 ， 对 所 有 的昧 求 和 ， 得 单 位 时 间 ， 位体 积 产 由 ２ 和 ３式 对 并 可 单
殊 的物 质状 态 ． 究夸 克 ． 子 等 离 子体 的途径 很 多 ， 研 胶 比如 研究 光 子 的产生 ［ ］双轻 子 的产 生［４， １ ， ３］ － Ｊ ／ ￣粒子产生的抑制 ［ 其 中双轻子的产 生是一个研究 的热点． ５ 等． 当温度降低 。 一个夸克和一个反夸克会湮 灭 为一 个 虚 光 子 ， 后 这 个 虚 光 子 衰 变 成 一个 轻 子 Ｚ 然 和一 个 反 轻 子 Ｚ， ：＋ 即 ｑｑ Ｚ ． 轻 子 产 生后 ， 双
１ 反应截面
在计算中 ， 由于所涉及 的能量非常高 ， 忽略了夸克和轻子的静止质量 ， 同时为了计算方便 ， 采用 自然单
位制 ：＝ ＝＝ ＝ ． 照文 献 ［ ］ 的方法 ， 以根 据正 负 电 子湮 灭产 生 子 的反 应 截 面 ， 亢： ＝ １ ｃｅ 按 ６中 可 再考 虑 它们 之 间相 互 作用 的不 同与 所带 电荷 的 差别 ， 出正 反夸 克 湮 灭产 生 轻子 的反应 截 面 为 ： 得
生的轻子对数为 ：
盟 ￣ ＝删 ｄｄ ｘ ｔ
，
姜 』
ｉ
（ ４ ）
为了简单 ， 考虑 的等离子体纯重子数为 ０这时 的夸克与反夸克的动量分布相 同， ， 只依赖于其能量 Ｅ ． 由于在热平衡下 ， 矢量ｐ 的方向具有对称性 ， 选取 － 的方 向为参考方向 ， ｐ 与ｐ 之间夹角为 ０ （ ） 令 ： ， ， 式变 ４
中图 分类 号 ： ５ １ Ｏ ７ 文 献 标 志 码 ： Ａ
０ 引言
量子色动力学认 为 ， 强子在极 高温度 （ １０ Ｖ 条件下相变为夸克． 约 ７ Ｍｅ ） 胶子等离子体 ， 高能重离子碰撞
能够达 到 这样 的温 度 ， 而 等 离子 体 存 在 的时 间 非 常短 ， 们 只能 通 过研 究 其 冷 却 后 的产 物来 认 识 这 种 特 然 人
第 ２ 卷 第 ３期 １ ２１ ０ ０年 ９月
广 西 工 学 院 学 报
Ｊ ＯＵＲＮＡＬＯＦ ＧＵ ＡＮＧⅪ ＵＮ ＶＥＲＳ Ｉ Ｏ Ｅ Ｉ ｒＹ Ｆ Ｔ ＣＨＮＯＬ ＯＧＹ
Ｖ０ ． １ １ Ｎｏ３ ２ ．
Ｓｐ２ ０ ｅ ． ０１
文章编号
１０ ．４ ０２ １ ）３０ ６ —３ ０ ４６ １ （０ ０ ０ ．０ ７０
分布 ， 而这个分布又与等离子体 的热力学状况有关 ； 因此 ， 以说双轻子携带有等离子体的热力学状态的 可 信息 ， 以， 所 研究 双 轻 子 的产 率 具 有很 重 要 的意义 ．
本 文从 反应 截 面 出发 。 导 出单 位 时 间 、 位体 积 内产生 双 轻 子 的产 额 ． 推 单