Study of the QCD phase diagram - Understanding of high-energy heavy ion collisions based on the first principle calculation and phenomenology

QCD相图研究——基于第一性原理计算和唯象学理解高能重离子碰撞

• 批准号: 22740156
• 负责人: NONAKA Chiho
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22740156/
• 关键词: 高エネルギー原子核衝突; クォークグルーオンプラズマ; 原子核理論; 素粒子論; クォーク グルーオン プラズマ; クォーク グルーオン プラズ; 高エネルギー原子核衝突; クォークグルーオンプラズマ; 原子核理論; 素粒子論; クォーク グルーオン プラズマ; クォーク グルーオン プラズ

Our main purpose is to investigate the dynamics of the QCD phase transition and detailed property of Quark-gluon plasma (QGP) from the point of view of analyses of high-energy heavy ion collisions. At the Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) which started its operation in 2000, the production of the strongly interacting QGP (sQGP) was achieved. The production of the sQGP at RHIC was established by understanding of experimental data based on relativistic hydrodynamics and the recombination model. Furthermore, at Large Hadron Collider (LHC) the operation of heavy ion collisions started in 2010. To get insight of QGP property from understanding of high-enegy heavy ion collisions at RHIC and LHC, we carried out phenomenological studies. First we include the viscosity effect of QGP into thehydro + UrQMD model which can describe not only the hydrodynamic expansion of hot and dense matter that is created after collisions but also final state interactions among hadrons. Here we developed a new algorithm that is based on the Godunov method for solving the relativistic viscous hydrodynamic equation. Our numerical method has the following important properties; (i) small numerical dissipation which is important for analyses of physical viscosity in experimental data. (ii) shock-wave capturing scheme for dealing with event-by-event initial fluctuations. We show that our numerical scheme has advantages over than other algorithms (SHASTA, KT and NT) in having smallnumerical dissipation. We evaluate the numerical dissipation that contains our algorithm. Now we extend the this algorithm to 3-dimentional calculation and start a realistic calculation for RHIC and LHC using our new hydrodynamic code.

我们的主要目的是研究QCD相变的动力学和夸克 - 格鲁隆等离子体（QGP）的详细特性，从高能重离子碰撞的分析的角度来看。在2000年开始运行的相对论重离子对撞机（RHIC）上，实现了强烈相互作用的QGP（SQGP）的产生。通过理解基于相对论水动力学和重组模型的实验数据，建立了RHIC中SQGP的生产。此外，在大型强子对撞机（LHC）中，重离子碰撞的运行始于2010年。为了了解RHIC和LHC上高吸收性重离子碰撞的了解，我们进行了现象学研究。首先，我们将QGP的粘度效应包括在Hydro + URQMD模型中，该模型不仅可以描述碰撞后产生的热和密集物质的流体动力扩张，而且还可以描述Hadrons之间的最终状态相互作用。在这里，我们开发了一种新算法，该算法基于戈杜诺夫方法来解决相对论粘性水动力方程。我们的数值方法具有以下重要属性； （i）小数值耗散对于分析实验数据中的物理粘度很重要。 （ii）捕获冲击波捕获方案，用于处理逐个事件的初步波动。我们表明，与其他算法（SHASTA，KT和NT）相比，我们的数值方案具有优于其他算法的耗散算法。我们评估包含我们算法的数值耗散。现在，我们将该算法扩展到三维计算，并使用我们的新流体力学代码开始对RHIC和LHC进行现实计算。