摘要
相对论重离子碰撞实验是探寻新物质形态的一种重要方式，它研究了核物质在高温、高密极端条件下的行为。在非对心高能重离子碰撞早期，磁场强度峰值可以高达几倍甚至一百倍m2π(～1018Gauss)，该强磁场会诱导胶子融合和劈裂产生光子。 本文选择光子作为探针来研究相对论重离子碰撞，因为光子可以说是研究相对论重离子碰撞最通用的工具。首先在相对论重离子碰撞的每一个阶段都有机制可以辐射光子；其次光子是色中性的，它的平均自由程很大，碰撞系统相对于光子而言几乎是“透明”的；此外光子不参与强相互作用，只参与电磁相互作用，可以比较纯粹地反映某一阶段的动力学信息。所以光子是比较好的电磁信号，是穿透性强的探针，使得光子所反映的信息可以供我们所研究。 早期碰撞系统由高度占据的胶子主导，色荷密度的分布由McLerran-Venugopalan(MV)模型给出，系统由经典Yang-Mills(CYMs)方程演化。本文对碰撞早期强磁场下胶子融合和劈裂辐射的光子进行了event-by-event的研究，并研究了光子的光谱和集体流对横向动量qT的依赖。 本文利用boostinvariant假设来修饰初始阶段的各向异性，并引入含时衰减函数来模拟短寿命强磁场的演化过程。在RHIC能量下的金核-金核碰撞中研究了光子谱，中心度以及磁场相关的一些参数对光子谱的影响。结果表明光子谱对磁场强度、磁场寿命、磁场衰减模式、中心度、饱和动量都很敏感，这是因为光子的发射倾向于更强的磁场和更多的参与相互作用的色电荷密度。为了消除计算中的IR奇点，本文引入了一个软截断，这使得光子的集体流和之前理论研究相比有不一样的结果。通过计算发现光子对v2的贡献是比较大的。在√SNN=200GeV中心度为20%～40%的金核-金核碰撞中，本文在部分子-强子-弦动力学(Parton-Hadron-StringDynamics，PHSD)模型的基础上对胶子产生的光子计算结果进行了加权。发现和PHSD模型的计算结果相比v2的加权计算结果与实验测量值吻合得更好，能有效解释光子v2的理论计算值比实验测量值低的现象。此外在qT?3GeV区域v3的加权结果和PHSD模型的计算都与实验测量结果相符合；在3GeVlt;qTlt;4GeV区域，胶子融合和劈裂产生的光子v3不为0，且与实验测量结果相比具有正确的趋势，这是在先前的理论研究中从未有的结果。 在能量和磁场强度合理的情况下，本文的计算结果可以证明在高能重离子碰撞的早期阶段，强磁场的存在为光子的产生提供了一个通道，可以更好地描述在RHIC能量下光子谱和集体流的实验结果。
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