高温高密物质的粒子密度、能量密度和化学势计算

高能重离子碰撞作为一个崭新和前沿的研究领域,对人们了解物质更深层次的性质,对于粒子物理、核物理和有关宇宙形成及演化的研究都有非常重要的意义。统计模型是研究高能重离子碰撞的重要理论模型,通过它研究相对论重离子碰撞中产生的共振物质的统计性质。在统计模型中系统的粒子密度、能量密度和化学势是几个重要的物理量。用无穷级数展开方法和数值积分计算中的高斯-拉盖尔求积法对高能重离子碰撞中能量密度和粒子密度数值进行计算,并对结果及级数展开中的高次项和一次项的大小进行了比较。比较表明:二种方法具有同样的精度,而高斯-拉盖尔…     

粒子输运程序MCNPX的增强：重离子输运和LAQGSM物理模型

近来，高能重离子的输运计算受到越来越多的关注，例如在稀有同位素加速器（RIA）工程和空间辐射屏蔽领域。在这些领域中，必须计算能量高于1GeV／核子的重离子（如^56Fe、^238U）输运和反应。为了满足这些要求，粒子输运程序MCNPX新近的升级扩展了现有的离子输运功能，从原来的几组轻离子（氘核、氚核、^3He、α粒子）扩大到几乎覆盖同位素表上所有列出的重离子和轻离子。为了能够处理这些重离子和靶核高能碰撞所引起的核散裂，在引入MCNPX程序中引入了LAQGSM物理模型。该物理模型补充了程序中原有的物理模型，原模型中仅ISABEL模型能够处理重离子碰撞，但是只适用于一定的质量和能量范围。当前模型具有的这些新特征大大增强了MCNPX在高能离子输运方面的有效性，既有输运重离子的能力也允许输运所有核反应（物理模型下发生的）的剩余产物，甚至包括那些非-重离子引起的反应。文中介绍了MCNPX中重离子的实现和使用，并比较了MCNPX的计算结果和基准实验结果，二者一致。     

16 共振粒子的化学势和粒密度、能密度

统计模型是研究高能重离子碰撞的重要理论模型，通过统计模型研究了相对论重离子碰撞中产生的共振物质的统计性质。系统粒子密度，能量密度以及重子化学势和奇异子化学势是几个很重要的物理量，对它们作了仔细计算和分析研究。强子化学势统一用公式μ=bμb＋sμs表示。     

基于机器学习的重离子碰撞中QCD相变的研究

高能重离子碰撞将夸克和胶子从原子核中释放出来，形成一种新的核物质形态，即解禁闭的夸克胶子等离子体（Quark-Gluon Plasma,QGP）。研究普通核物质或强子共振气体到夸克胶子等离子体的相变，需要在超级计算机上数值求解格点量子色动力学（Quantum Chromodynamics,QCD）。但是，格点QCD只能给出零重子化学势以及附近可泰勒展开区域的核物质状态方程，并预测这种条件下QGP到强子共振气体之间的相变为平滑过渡。在不能做泰勒展开的有限重子化学势区域，格点QCD会遭遇著名的符号问题，无法给出有效的核物质状态方程以及QCD相变类型。本文综述了利用机器学习在核物质状态方程、相变分类以及临界点寻找方面的研究。这些研究大致分为两类：第一类在高能重离子碰撞实验数据以及相对论流体力学模拟和分子动力学模拟中，利用核碰撞末态粒子分布来确定核物质状态方程以及相变种类；另一类是利用机器学习直接帮助格点QCD的采样，解决有限密系统中的符号问题。     

热容与QGP相变的关联

统计模型在描述中高能重离子碰撞方面取得了很大成功。热容和平均横动量均是其中重要的变量。     

利用机器学习解决重离子碰撞中的关键问题

本文介绍了当前用于重离子碰撞研究几种代表性的输运理论模型，并以应用它们进行的计算结果为例介绍输运理论对重离子碰撞的研究工作进展。对目前输运理论面对的一些困难以及机器学习在重离子碰撞输运理论中的应用现状进行总结，提出了输运理论中有待机器学习方法解决的几点关键问题：建立Boltzmann方程的基本假设导致丢失核子间关联；Boltzmann方程类型仅考虑两体碰撞而忽略了多体碰撞的特点不符合高密度问题下的实际物理情况；QMD类型对量子效应的考虑不够精确；采用多时间尺度处理从剧烈碰撞阶段到达到局域平衡问题；模型输入相关物理量对应的实验观测数据不足。     

同位旋依赖的介质中核子-核子非弹散射面研究

非对称核物质的状态方程，特别是对称能密度依赖形式的研究是当前核物理研究热点之一。目前，关于对称能密度依赖形式的实验与理论研究主要集中在低于饱和密度的区间。对高于饱和密度区间对称能密度依赖形式的研究，从理论上提出的主要探针有π^-/π^＋，及π^-／π^＋的集体流等。核子-核子散射截面作为微观重离子输运理论的一个重要的输入量对于中高能重离子碰撞中的观测量有非常重要的影响。     

重离子碰撞中多重数确定中心度方法对于观测量的影响

<正>碰撞参数是理论上描写重离子碰撞的重要几何条件,其大小影响重离子反应中理论计算的观测量大小、分布等。但重离子碰撞实验中并不能直接确定碰撞参数。实验上普遍采用的方法是通过反应产物多重数的多少来估算弹核与靶核碰撞距离中心的程度,也就是中心度。在中低能区,每个中心度区间内包含的碰撞参数的区间可有很大的范围,比如所谓的中心碰撞区间相应的碰撞参     

利用机器学习研究中低能重离子碰撞中的物理问题

中低能重离子碰撞的内禀涨落破坏了重离子碰撞的初态输入量与末态观测量的一一对应关系，从而对利用机器学习从末态观测量反推感兴趣的初态输入物理量，如碰撞参数、状态方程等提出了新的挑战。本文从微观动力学输运模型出发，分析了末态观测量相对于初态输入量产生分布的原因。理论计算表明末态观测量对于初态输入量的涨落近似满足高斯形式。通过结合贝叶斯定理和无监督的机器学习算法，可以模型无关地分类碰撞的事件以及重构碰撞参数的分布。进一步利用两种神经网络对质子、中子在同位旋非对称介质中有效质量的劈裂进行了分析，指出末态实验数据的扁平化处理能提高卷积神经网络和简单神经网络分辨质子、中子有效质量劈裂的精度。     

17 高温高密物质的粒子密度、能量密度和化学势计算

高能重离子碰撞作为一个崭新和前沿的研究领域，对人们了解物质更深层次的性质，对于粒子物理、核物理和有关宇宙形成及演化的研究都有非常重要的意义。     

共振物质的重子化学势和奇异子化学势计算

在高能重离子碰撞统计模型中，根据一定温度下的净重子密度和净奇异子密度计算出共振物质的重子化学势和奇异子化学势，并进一步分析净重子密度和净奇异子密度与重子化学势和奇异子化学势之间的关系。计算结果表明：重子化学势和奇异子化学势均随净重子密度和净奇异子密度的增大而增大，而净重子密度比净奇异子密度变化的影响要大得多。     

Nuclear dynamics and particle production near threshold energies in heavy-ion collisions

Recent progress of the quantum molecular dynamics model for describing the dynamics of heavy-ion collisions is viewed, in particular the nuclear fragmentation, isospin physics, particle production and in-medium effect, hadron-induced nuclear reactions, hypernucleus, etc.The neck fragmentation in Fermi-energy heavy-ion collisions is investigated for extracting the symmetry energy at subsaturation densities. The isospin effects, in-medium properties, and the behavior of high-density symmetry energy in medium-and high-energy heavy-ion collisions are thoroughly discussed. The hypernuclide dynamics formed in heavy-ion collisions and in hadron-induced reactions is analyzed and addressed in the future experiments at the high-intensity heavy-ion accelerator facility(HIAF).     

双能X射线骨密度测量中的X射线源

阐述了双能量Ｘ射线骨密度测量中使用的Ｘ射线源,介绍了产生双能量Ｘ线的两种方法,即Ｋ边过滤器法和高压切换法。重点介绍Ｋ边过滤器法的组成,特点和优点,并对这两种方法作了比较。     

Energy and centrality dependence of light nuclei production in relativistic heavy-ion collisions

We study the energy and centrality dependence of deuteron and triton（helium-3） production in relativistic heavy-ion collisions at the BNL Relativistic Heavy Ion Collider（RHIC） and CERN Large Hadron Collider（LHC）using the Tsallis distribution, blast-wave（BW） model, and stationary Fokker-Planck（FP） solution. Our study shows that good agreement can be reached between the fitting results from the stationary FP solution and the experimental data for Au + Au collisions from the beam energy scan（BES） p...     

Charge states and energy loss of relativistic heavy ions in matter

Relativistic heavy-ion collisions of few-electron projectiles ranging from argon up to uranium have been investigated in solid and gaseous media. Electron-loss and electron-capture cross sections, charge-state distributions, as well as energy loss and energy deposition have been measured and are compared with theoretical predictions. Especially fully-ionized heavy projectiles represent a unique possibility to test atomic-collision theories.     

Transition rates from dynamically optimized wave functions: Positron emission by heavy ion impact

Electron excitations in ion-atom collisions are investigated by a combined perturbative and variational approach. Time-dependent variation theory is formulated for the Dirac Hamiltonian. Deviations from the variational mean field are taken into account. The energy spectrum of positrons emitted during a heavy-ion collision is calculated and compared with experiment.     

Computer code for depth distribution of energy deposition by heavy ion bombardment

For bombardment by a heavy-ion beam, we have written a FORTRAN computer code which yields the distribution of energy deposited into elastic atomic collisions as a function of penetration depth. Our aim has been to develop a simple package, inexpensive to run, that could be operated with little or no previous experience. Our calculation is based on an approximation of Kulcinski et al., refined to include the theory of Lindhard et al. which accounts for cascade energy loss to electronic collisions. Range calculation are obtained from the code of Johnson and Gibbons, which our code incorporates. The results of our code are compared with existing calculations of Brice and of Sigmund et al.     

Distortion of Neutron Collision Density due to Resonance Scattering and Absorption

An analytical method for obtaining the collision density and the resonance integral in a homogeneous mixture of moderator and absorber is presented. The method incorporates ortho-normal expansion without any approximation such as narrow or wide resonance.

A new ortho-normal set of functions of which the weight function is of shifted Breit-Wigner type is introduced for this purpose.

Sample calculations are carried out for a mixture of ⁵⁹Co and heavy water, which is a typical case far removed from the two approximations mentioned.

Comparison of the results with numerically obtained exact solutions shows that the first four terms of the expanded series are sufficient to express the collision densities in this case.     

Direct Photon Production in PACIAE Model at RHIC Energy

The direct photon is a good electromagnetic probe for earlier dynamics and QGP formation in relativistic heavy-ion collisions, because the direct photon is produced mainly in the earlier stage of collision and it suffers very weak interaction later on. Therefore, it plays a special role in the judgment of whether the high/~r suppression is an initial or final state effect. Because of the extremely strong decay photon contamination it is very hard to identify the direct photon signal.     

新型的核乳胶探测技术

介绍了三种可以准确，快速，半自动（全自动）测量的核乳实验新技术，这些技术特别适合于测量超高能重离子碰撞中心事例中带电粒子的发射角。