利用鉴别粒子谱约束状态方程

我们证明，在中心核核碰撞中，平均横质量随多重数的变化（至多相差一个重标定因子）由能量熵比随熵密度的变化所决定，从而提供了实验数据与状态方程之间的直接联系。因此，每次碰撞能量探测的是某一有效熵密度下的状态方程：对于 200 GeV 的 Au+Au 碰撞，该有效熵密度近似值为 $19$ fm$^{-3}$；对于 2.76 TeV 的 Pb+Pb 碰撞，近似值为 $41$ fm$^{-3}$；若状态方程取自格点计算，则对应的温度分别为 $227$ MeV 和 $279$ MeV。平均横质量随碰撞能量的相对变化给出了在相应有效密度下压强能量密度比 $P/\epsilon$ 的直接测量。利用 RHIC 和 LHC 数据，我们得到 $P/\epsilon=0.21\pm 0.10$，与相应温度范围内的格点值 $P/\epsilon=0.23$ 一致。使用单一具备良好粒子鉴别能力的探测器在宽碰撞能量范围内进行测量将有助于减小误差。