共振粒子

物理学名词

相对论重离子碰撞产生大量粒子，这些粒子包括重子、介子、奇异粒子，它们的反粒子，还有粲粒子和γ光子等。他们大都以共振形态存在，因此称为共振粒子。

简介

从共振粒子产生的特点、份额、各种分布（空间分布、能量分布等）以及它们的相互关系中探索OGP信号，研究大致分为两类，一类把 “ 个体”作为研究对象，例如把k/π作为研究对象，研究重离子碰撞中k+/π+增加现象，探索这种增加的起因以及它和OGP的形成有何关联等；再例如把J /ψ作为研究对象，研究在重离子碰撞中J /ψ被压缩的现象，探索它的起因以及它和 OGP 的关系等。在这类研究中，对 “ 个体”的研究比较深入细致，研究其原因、规律、特点等，通常把它们当着 OGP 信号加以研究。另一类把反应中的粒子 “ 整体”作为研究对象，研究它所具有的宏观性质、宏观特性以及带来的其他重要信息。我们研究的是整个强子系统，利用统计理论研究强子系统的宏观性质。

数据

根据实验中得到的一批强子实验数据（粒子数或粒子数比率）和理论计算的相应量对比，就可以确定温度和化学势等参数值，由此就可以得到粒子系统的温度、粒子密度和能量密度等数值 . 根据已提供的AGS，SPS和RHIC 3个能区的实验数据，人们已从统计理论获得了这 3 个能区的宏观量，也研究了这 3 个能区的宏观量特征。随着反应能量的增高，粒子系统温度、粒密度和能密度也随着增大，在RHIC 能区，温度可达170—180MeV。一般人们把OGP的温度定义为OCD界定的温度160—200MeV，因此对强子系统的统计理论计算表明 RHIC 能区已接近OGP的温度条件。在寻求 OGP 形成的条件和了解接近 OGP 的程度中，统计理论起着重要的作用。

化学势

首先研究化学势的计算结果。温度由120—180MeV变化（这里假设到180MeV系统仍是强子气体），图1是重子化学势和奇异子化学势作为净重子密度的函数变化。ρB由0—0. 6 取值，ρB和ρS计算中把所有质量小于 2GeV 的强子（重子和介子）都包括了进来，温度由120—180MeV变化。首先注意到同样温度下重子化学势比奇异子化学势大，因此奇异子产生比重子容易。第 2 部分已经指出， K+介子的化学势等于奇异子的化学势，核子化学势等于重子化学势，这表明 K+介子的产生相对于核子产生较容易。其次注意到系统温度增加，化学势减小，有利于粒子产生。在 AGS，SPS 和 RHIC 3 个能量中，AGS 能量最低，化学势最大，产生粒子最少；而 RHIC能量高，化学势小，产生粒子多。最后还注意到化学势和净重子密度之间具有单调变化关系，在低净重子密度，特别低于 0.05fm，各种能量下的化学势都迅速降低且趋于零，但这种状态不易达到，因为核反应中必定带入核子，净重子密度必定为一定的数值。

粒密度和能密度

总粒子密度（包括所有强子和反粒子）和能量密度是两个重要的量，图2和图3是它们分别随净重子密度的变化，基本呈线性关系。随净重子密度增大，粒密度和能密度线性增大，这证明用重的离子进行反应比用轻的离子反应较有利，因为在这样的条件下净重子密度大一些，产生的总粒密度和能密度会大一些。另外可以看到，核温度越高，产生的粒密度和能密度越大。这里估算一下核温度为180MeV和160MeV 时总粒密度相对于正常粒密度（0.16fm-3）的倍数：T = 180MeV（RHIC能区）时，n/n0 = 5—8；T = 160MeV（SPS能区）时，n/n0 = 3—6。

图4是取净重子密度为 0.1fm-3时各种粒子成分随温度的变化。从图中可以看出各种粒子成分的密度都随温度升高而增大，但增加的速率却不同。很明显介子特别是轻介子上升的速率比重子上升快得多，另外可以看到在不同的温度下各种粒子占有比重是不同的。当核温在132MeV（AGS 能量）以下时主要粒子成分为重子，超过这个温度时，π、ρ等轻介子迅速大量产生成为主要粒子成分，当温度超过152MeV（SPS能量）时，奇异子的产生就超过重子的产生，其中K介子产生比奇异子产生上升得快，当温度超过163MeV（SPS 能量）时，K介子产生超过重子。因此超过这个温度的核物质可以称为介子物质。152MeV 和163MeV 都是SPS 能量的重要特征温度。可以看出，反重子虽然随温度增加而增大，但增大得非常缓慢，而且它的密度始终最小。

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