مُلَخَّص

نستكشف تأثيرات مرحلة إعادة الاصطدام الهادرونية المتأخِّرة على تدفُّق \(K^{*0}\). أجرينا حساباتٍ نموذجية باستخدام إطارٍ هجين ثلاثيّ الأبعاد بالإضافة إلى نموذجٍ أحاديّ البُعد، يشمل تطوُّر الهيدروديناميكا والنقل الهادروني، وقد عُيِّر هذا الإطار ليتوافق مع القياسات التجريبية، بما في ذلك التدفُّق التوجيهي من الرتبة الأولى \(v_1\) للهادرونات الخفيفة. نُبيِّن أنّ مرحلة إعادة الاصطدام الهادرونية المتأخِّرة تُحدِث تعديلاً نوعيّاً كبيراً في \(v_1\) لجسيم \(K^{*0}\)، بحيث تنقلب إشارة الفارق بين الميل \(\frac{dv_1}{dy}(K^{*0})-\frac{dv_1}{dy}(K^{+})\) مقارنةً بالفارق \(\frac{dv_1}{dy}(\phi)-\frac{dv_1}{dy}(K^{+})\). يظهر هذا الأثر أوضحَ في التصادمات المركزيّة قياساً بالطرفيّة لِارتفاع الكثافة وطول مُدّة المرحلة الهادرونية، كما يزداد في التصادمات ذات الطاقة المنخفضة لِازدياد اللاتَّناظُر. وعلى النقيض، فإنّ أثر المرحلة الهادرونية على معامل التدفُّق الإهليلجي \(v_2\) لجسيم \(K^{*0}\) أصغر كمّياً ولا يتعدّى تغييراتٍ طفيفة.

المُقَدِّمَة

دُرِس أثر المرحلة الهادرونية المتأخِّرة، المعروفة بمرحلة إعادة الاصطدام، على غِلّات الرنينات على نحوٍ واسع. الرنينات قصيرة العمر مثل \(\rho^{0}(770)\)، \(K^{*0}(892)\)، \(\Lambda^{*0}(1520)\) وغيرها تَضمحَلّ داخل الوسط الهادروني المتشكِّل في المرحلة المتأخِّرة من تصادمات الأيونات الثقيلة النسبيّة (ALICE:2018ewo, ALICE:2019smg, ALICE:2018qdv, STAR:2004bgh, ALICE:2014jbq, Song:2017hlr). تخضع نواتج اضمحلالها لإعادةِ اصطدامٍ مع هادروناتٍ أخرى في الوسط، ما يُضعِّف إشارة الرنين في التحليل التجريبي (ALICE:2018ewo, ALICE:2019smg, ALICE:2018qdv, STAR:2004bgh, ALICE:2014jbq, Song:2017hlr, ALICE:2019xyr, STAR:2010avo, Bleicher:2002dm). وهذا يُفضي إلى انخفاضٍ ملحوظٍ في الغِلّة النهائيّة لهذه الرنينات. من جهةٍ أُخرى، قد تُسهم التفاعلات شِبه المرِنة بين الهادرونات في تجديد غِلّة الرنين عبر عملية التجديد (Bleicher:2002dm).

تَمَّ التحقُّق من هذه التأثيرات تجريبياً عبر قياس نسبة غِلّة الرنين إلى غِلّة الجسيمات غير الرّنينيّة في أنظمةٍ ذات أحجامٍ مختلفة (STAR:2004bgh, STAR:2006vhb, ALICE:2018qdv, ALICE:2014jbq, ALICE:2018ewo, ALICE:2017pgw). يعتمد التغيّر في الغِلّة على عُمر المرحلة الهادرونية وكثافة الهادرونات في الوسط (Oliinychenko:2021enj, Sahoo:2023rko, LeRoux:2021adw, Werner:2018yad, Knospe:2021jgt)، ما يجعل الرنينات مُرشِّحاتٍ مثاليّة لاستكشاف خصائص هذه المرحلة.

الرنين \(K^{*0}\) قصير العمر بزمنٍ يقارب 4 fm/c ويَضمحَلّ داخل الوسط الهادروني إلى \(\pi\) و\(K\). تتعرّض نواتج الاضمحلال في الغالب لإعادة اصطدام مع الوسط، ما يؤدّي إلى فُقدان إشارة \(K^{*0}\). ومع ذلك، يكون تجديد \(K^{*0}\) أقلَّ بروزاً لِصِغَر المقطع العرضي لتفاعل \(\pi-K\) مقارنةً بمقطع تفاعل \(\pi-\pi\) (Protopopescu:1973sh, Matison:1974sm, Bleicher:1999xi, STAR:2004bgh). وبناءً عليه، تنخفض نسبة غِلّة \(K^{*0}\) إلى \(K\) في الأنظمة الأكبر مقارنةً بتصادمات p+p عند الطاقة نفسها. وتُستَخدَم هذه الخاصيّة لتقدير الفاصل الزمني بين التجمُّد الكيميائي والتجمُّد الحركي (Motornenko:2019jha, STAR:2022sir).

يُوصَف التوزيع الأَزيموثي لزوايا الجسيمات المنتَجة بتوسّع فورييه من الشكل:

\[ \frac{dN}{d\phi} \propto 1 + 2 \sum_{n=1}^{\infty} v_n(p_T,y)\cos[n(\phi-\psi_n)] \]

حيث \(v_n\) معاملات التوافقيّات، و\(\psi_n\) زاوية مستوى الحدث للرُّتبة n. وتمثّل المتغيّرات \(p_T\)، \(y\)، و\(\phi\) الزخمَ العرضي، والسُّرعة (rapidity)، والزاوية الأَزيموثيّة على التوالي.

بينما دُرِس سابقاً أثر التفاعلات الهادرونية على معامل التدفُّق الإهليلجي \(v_2\) لـ\(K^{*0}\) عند \(p_T\) منخفض (Oliinychenko:2021enj)، نركِّز هنا على التدفُّق التوجيهي (\(v_1\)) لـ\(K^{*0}\). وقد أُجرِيَت دراسات \(v_1\) لعديدٍ من الهادرونات الخفيفة لِتسليط الضوء على توزيع الطاقة والكثافة الباريونيّة في الحالة الأوّلية (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). ويمكن لدراسة \(v_1\) لـ\(K^{*0}\) أن تعكس مدى مشاركته في التوسُّع الجماعي للوسط الهادروني في المرحلة المتأخِّرة.

في القِسم التالي نصفُ الإطارَ المُستخدَم في هذه الدراسة. ونعرض النتائج في قِسم النتائج، ونُلخِّص الاستنتاجات في قِسم الخُلاصَة.

الإطار

الإطارُ المُستخدَم في هذه الدراسة يتضمّن مكوّناتٍ متعدّدة لمحاكاة مراحل تصادمات الأيونات الثقيلة. اعتمدنا نموذجَ غلاوبر لتحديد الحالة الأوّلية لتطوّر الهيدروديناميكا. ويقود توسُّع الوسط الناتج برنامجُ MUSIC (Schenke:2010nt,Schenke:2011bn,Paquet:2015lta,Denicol:2018wdp). بعد ذلك تُؤخَذ عيناتُ الجسيمات الأوّلية من سطحٍ فائق ذي كثافةِ طاقةٍ ثابتة باستخدام الشفرة iSS (Shen:2014vra,https://github.com/chunshen1987/iSS)، ثمّ تُمرَّر الهادرونات إلى UrQMD (Bass:1998ca,Bleicher:1999xi) لمحاكاة التفاعلات الهادرونية في المراحل المتأخِّرة.