نظام لاتِك
نستكشف تأثير مرحلة إعادة التشتّت الهادروني المتأخرة على تدفُّق جسيم \(K^{*0}\). أُجريت الحسابات النموذجية باستخدام إطار هجين ثلاثي الأبعاد إلى جانب نموذج أحادي البعد، متضمّنًا تطوّر الديناميكا الهيدروديناميكية ونقل الهادرونات، وقد تمّت معايرة هذا الإطار ليتوافق مع الملاحظات التجريبية، بما في ذلك معامل التدفق التوجيهي من الرتبة الأولى \(v_1\) للهادرونات الخفيفة. أظهرنا أن مرحلة إعادة التشتّت الهادروني المتأخرة تُفضي إلى تعديل نوعي كبير في \(v_1\) لجُسَيْم \(K^{*0}\)؛ حيث تتحول الفروق بين الميل الحدّي \(\frac{dv_1}{dy}(K^{*0})-\frac{dv_1}{dy}(K^{+})\) و\(\frac{dv_1}{dy}(\phi)-\frac{dv_1}{dy}(K^{+})\) إلى إشارات متعاكسة. يكون هذا التأثير أكثر وضوحًا في التصادمات المركزية مقارنةً بالطرفية نظرًا للكثافة الأعلى ومدة المرحلة الأطول، كما يزداد في التصادمات ذات الطاقة المنخفضة نتيجةً لعدم التماثل الأكبر. على العكس، يكون تأثير المرحلة الهادرونية على معامل الشكل البيضاوي \(v_2\) لجُسَيْم \(K^{*0}\) أقلّ أهمية، وتطرأ عليه تغييرات كمية ضئيلة.
لقد دُرِس تأثير المرحلة الهادرونية المتأخرة، المعروفة بمرحلة إعادة التصادم، على عائد الرنينات على نطاقٍ واسعٍ. الرنينات قصيرة العمر مثل \(\rho^{0}(770)\)، \(K^{*0}(892)\)، \(\Lambda^{*0}(1520)\) وغيرها، تتحلّل داخل الوسط الهادروني الذي يتشكّل في المرحلة المتأخرة من تصادمات الأيونات الثقيلة النسبية (ALICE:2018ewo, ALICE:2019smg, ALICE:2018qdv, STAR:2004bgh, ALICE:2014jbq, Song:2017hlr). تخضع الجسيمات الابنة لإعادة تصادم مع هادرونات أخرى في الوسط، مما يُضعف إشارة الرنين في التحليل التجريبي (ALICE:2018ewo, ALICE:2019smg, ALICE:2018qdv, STAR:2004bgh, ALICE:2014jbq, Song:2017hlr, ALICE:2019xyr, STAR:2010avo, Bleicher:2002dm). يؤدي ذلك إلى انخفاض ملحوظ في العائد النهائي لهذه الرنينات. من جهة أخرى، قد تساهم التفاعلات شبه غير المرنة بين الهادرونات في تجديد عائد الرنين عبر عملية التجديد (Bleicher:2002dm).
تحقّقت هذه الظواهر تجريبيًا من خلال قياس نسبة العائد الرنيني إلى العائد غير الرنيني عبر أنظمة ذات أحجام مختلفة (STAR:2004bgh, STAR:2006vhb, ALICE:2018qdv, ALICE:2014jbq, ALICE:2018ewo, ALICE:2017pgw). يعتمد التغيّر في العائد على عمر المرحلة الهادرونية وكثافة الهادرونات في الوسط، ممّا يجعل الرنينات مرشّحاتٍ مثاليةٍ لاستكشاف خصائص هذه المرحلة.
الرنين \(K^{*0}\) ذو عمرٍ قصيرٍ يقارب 4 fm/c، ويتحلّل داخل الوسط الهادروني إلى \(\pi\) و\(K\). غالبًا ما تتعرّض الجسيمات الابنة لإعادة تصادم مع الوسط، ممّا يؤدي إلى ضياع إشارة \(K^{*0}\). ومع ذلك، يكون تجديد \(K^{*0}\) أقلّ بروزًا نظرًا لصغر مقطع عرض التفاعل \(\pi-K\) مقارنةً بمقطع التفاعل \(\pi-\pi\) (Protopopescu:1973sh, Matison:1974sm, Bleicher:1999xi, STAR:2004bgh). وبناءً عليه، تنخفض نسبة العائد الرنيني \(K^{*0}\) إلى \(K\) في الأنظمة الأكبر بالمقارنة مع تصادمات p+p عند نفس الطاقة. تُستخدم هذه الخاصية لتقدير الفترة الزمنية بين التجمد الكيميائي والتجمّد الحركي (Motornenko:2019jha, STAR:2022sir).
يُعبر عن توزيع الزوايا الأزيموثية للجسيمات المنتجة بتوسيع فورييه بالشكل التالي:
\[ \frac{dN}{d\phi} \propto 1 + 2 \sum_{n=1} v_n(p_T,y)\cos[n(\phi-\psi_n)] \]
حيث \(v_n\) معاملات التوافقيات، و\(\psi_n\) زاوية مستوى الحدث المرتبط بالرتبة n. تمثل المتغيرات \(p_T\) الزخم العرضي، و\(y\) التسارع (rapidity)، و\(\phi\) الزاوية الأزيموثية على التوالي.
بينما درسنا سابقًا تأثير التفاعلات الهادرونية على معامل الانسيابية الإهليلجية \(v_2\) لـ\(K^{*0}\) عند قيم منخفضة من \(p_T\) (Oliinychenko:2021enj)، نركّز هنا على معامل التدفق التوجيهي \(v_1\) لـ\(K^{*0}\). أُجريت دراسات \(v_1\) للعديد من الهادرونات الخفيفة لتسليط الضوء على توزيع الطاقة وكثافة الباريون الأولية (Bozek:2010bi, Ryu:2021lnx, Jiang:2021ajc, Shen:2020jwv, Parida:2022ppj, Parida:2022zse, Bozek:2022svy, Jiang:2023fad)، وخصائص معادلة الحالة (Steinheimer:2014pfa, Rischke:1995pe, Nara:2016phs, Ivanov:2016spr, Ivanov:2014ioa)، ومعاملات النقل (Parida:2023rux, Parida:2022ppj, Mohs:2020awg, Becattini:2015ska). يمكن لدراسة \(v_1\) لـ\(K^{*0}\) أن تعكس مدى مشاركتها في التوسع الجماعي للكرة النارية الهادرونية المتأخرة.
في القسم التالي نصف الإطار المستخدم في هذه الدراسة، ثم نعرض النتائج في القسم النتائج، ونلخص الاستنتاجات في القسم الملخص.
الإطار المستخدم في هذه الدراسة يتضمن مكونات متعددة لمحاكاة مراحل تصادمات الأيونات الثقيلة. اعتمدنا نموذجًا مبنيًا على نموذج جلوبر لتحديد الحالة الأولية لتطور الديناميكا الهيدروديناميكية. يُحرَّك توسع الكرة النارية الناتجة بواسطة شفرة MUSIC (Schenke:2010nt,Schenke:2011bn,Paquet:2015lta,Denicol:2018wdp). ثم نأخذ عينات الجسيمات الأولية من السطح ذي كثافة الطاقة الثابتة باستخدام شفرة iSS (Shen:2014vra,https://github.com/chunshen1987/iSS)، وبعد ذلك تُدخَل الهادرونات إلى UrQMD (Bass:1998ca,Bleicher:1999xi) لمحاكاة التفاعلات الهادرونية في المراحل المتأخرة.