Study of Quark Gluon Plasma By Particle Correlations in Heavy Ion Collisions

این پایان نامه چندین موضوع مهم مرتبط با درک ما از پلاسمای کوارک-گلوئون را پوشش می دهد. اندازه‌گیری جریان هارمونیک مرتبه سوم را با استفاده از همبستگی‌های دو ذره و جداسازی مشارکت‌های جریان و غیرجریان در همبستگی ذرات در برخورد طلا و طلا توصیف می‌کند. این کار همچنین به بررسی همبستگی های طولی دوربرد در سیستم های کوچک برخورد دوترون-طلا می پردازد. اولی مربوط به خواص انتقال هیدرودینامیک پلاسمای کوارک-گلئون است که در برخورد طلا و طلا ایجاد می شود. مورد دوم به این سوال مربوط می شود که آیا هیدرودینامیک برای سیستم های کوچک، مانند برخورد دوترون-طلا، قابل استفاده است یا خیر، و آیا پلاسمای کوارک-گلوئون می تواند در آن برخوردهای سیستم کوچک تشکیل شود.

کار ارائه شده در این پایان نامه با آزمایش STAR در برخورد دهنده یون سنگین نسبیتی در آزمایشگاه ملی بروکهاون انجام شد، جایی که انرژی مرکز جرم هر دو سیستم برخورد ضریب 100 بزرگتر از توده استراحت هسته های در حال برخورد نتایج موجود در این پایان نامه با تلاش ما برای درک عمیق تر کرومودینامیک کوانتومی بسیار مرتبط است. نتایج به‌دست‌آمده، تفسیر کارهای قبلی از چندین آزمایش دیگر روی سیستم‌های کوچک را به چالش می‌کشد و نگاهی تازه به فیزیک هیدرودینامیک و همبستگی‌های ذرات مربوط به برخوردهای هسته‌ای با انرژی بالا را برانگیخته است.

This thesis covers several important topics relevant to our understanding of quark-gluon plasma. It describes measurement of the third-order harmonic flow using two-particle correlations and isolation of flow and non-flow contributions to particle correlations in gold-gold collisions. The work also investigates long-range longitudinal correlations in small systems of deuteron-gold collisions. The former is related to the hydrodynamic transport properties of the quark-gluon plasma created in gold-gold collisions. The latter pertains to the question whether hydrodynamics is applicable to small systems, such as deuteron-gold collisions, and whether the quark-gluon plasma can be formed in those small-system collisions.

The work presented in this thesis was conducted with the STAR experiment at the Relativistic Heavy Ion Collider at Brookhaven National Laboratory, where the center-of-mass energy of both collision systems was a factor of 100 larger than the rest mass of the colliding nuclei. The results contained in this thesis are highly relevant to our quest for deeper understanding of quantum chromodynamics. The results obtained challenge the interpretation of previous works from several other experiments on small systems, and provoke a fresh look at the physics of hydrodynamics and particle correlations pertinent to high energy nuclear collisions.