RHIC上200GeV Au+Au碰撞中直接虚光子的测量的开题报告.docx

RHIC上200GeVAu+Au碰撞中直接虚光子的测量的开题报告

开题报告

题目：RHIC上200GeVAu+Au碰撞中直接虚光子的测量

一、研究背景和意义

随着高能物理领域的发展，越来越多的研究者开始关注重离子碰撞中的各种粒子产生机理和性质。在重离子碰撞中，直接虚光子是一类重要的粒子，其有助于了解强相互作用、夸克-胶子等离子体等重要物理现象的发展。从实验方面来看，直接虚光子与电子、光子等粒子一起是非常难以观测的，需要一些特殊的测量技术才能对其进行准确测量。因此，探索直接虚光子的产生和性质具有重要的理论和实验意义。

在RHIC上进行的连续撞击中，200GeVAu+Au碰撞是最具代表性的实验之一。该实验的特殊之处在于，通过测量直接虚光子在其中的作用，可以窥见夸克-胶子等离子体形成与演化的过程，进而更深入地探究物理学中基本的强相互作用效应，从而也有助于了解宇宙早期物理的演化。

二、研究内容和方法

1.研究内容：

本研究旨在使用RHIC完成200GeVAu+Au碰撞实验，通过测量直接虚光子的产生和性质，探查其在重离子碰撞中所发挥的作用，为探究夸克-胶子等离子体形成与演化奠定基础。

具体研究内容包括：

（1）通过KEK-B激光器在实验前准确测量能量和冷却温度；

（2）使用STAR探测器测量200GeVAu+Au碰撞后的所有被观测到的粒子；

（3）分别测量直接虚光子和其他粒子的性质。其中，通过测量粒子的张量和极化特性等，可以确定直接虚光子的性质；而对其他粒子的测量，则可以用于判断其与直接虚光子是否具有相同或相似的产生机制；

（4）将所有得到的数据与理论计算进行比较分析，从而对夸克-胶子等离子体形成与演化的过程进行研究。

2.研究方法：

本研究所采用的研究方法主要包括：

（1）KEK-B激光器：在实验前准确测量实验装置的能量和冷却温度；

（2）STAR探测器：测量200GeVAu+Au碰撞后的所有被观测到的粒子；

（3）测量直接虚光子和其他粒子的性质：分别测量粒子的张量和极化特性等，从而可确定直接虚光子的性质；而对其他粒子的测量，则可以用于判断其与直接虚光子是否具有相同或相似的产生机制；

（4）数据分析：将所得到的数据与理论计算进行比较分析，从而研究夸克-胶子等离子体形成与演化的过程。

三、项目计划和预期目标

1.项目计划：

本研究所涉及的实验和数据分析需要在相当长的时间内完成，相应的项目计划包括：

（1）2021年1月至3月：完成实验装置的搭建，进行KEK-B激光器及STAR探测器的调试和测试；

（2）2021年4月至7月：进行200GeVAu+Au碰撞实验，并完成直接虚光子和其他粒子的测量；

（3）2021年8月至年底：根据所得到的数据进行分析和处理，并将其与理论计算进行比较，从而得到夸克-胶子等离子体形成与演化的相关物理量。

2.预期目标：

（1）建立200GeVAu+Au碰撞实验装置，完成KEK-B激光器及STAR探测器的调试和测试；

（2）完成200GeVAu+Au碰撞实验，并进行直接虚光子和其他粒子的测量；

（3）获得直接虚光子和其他粒子的相关物理量，并将其与理论计算进行比较；

（4）获得夸克-胶子等离子体形成与演化的相关物理量，并在此基础上进一步探究相关物理机理。