量子色动力学相图探索: NA60+/DiCE 实验在 SPS 上的方案

DiCE Collaboration

量子色动力学相图探索: NA60+/DiCE 实验在 SPS 上的方案

核实验 2025-04-01 v1 高能物理 - 实验

作者: DiCE Collaboration

摘要

通过研究超相对论性重离子碰撞来探索量子色动力学(QCD)的相图。CERN SPS覆盖的能量范围( $\sqrt{s_{\rm {NN}}} \sim 6-17$ GeV)适合探索对应有限倍畴化学势( $\mu_{\rm B}$ )的区域, 而此前该区域研究得不多。我们在本文件中提出一种新实验, NA60+/DiCE(直流子和 charm 实验), 以解决理解从 hadronic 物质向 Quark-Gluon Plasma(QGP)相变的若干基本可观测量。特别是, 我们提议在 Pb-Pb 碰撞中, 随碰撞能量变化, 研究热力学直流子产生, 从而可获得对 QCD 相图的热力曲线, 该曲线可能对相变的阶次具有敏感性。此外, 测量 $\rho-{\rm a}_1$ 混合贡献将提供关于 QCD 手性对称恢复的决定性见解。还将进行开放 charm 和 charmonium 生产研究, 以解决 QGP 传输性质的测量以及解离相变起始的探索。采用原子核-质子碰撞的参考测量是该项目的 essential 部分。实验装置将基于单晶活性像素传感器(MAPS)的顶点望远镜耦合到带有 MWPC 检测器的 $\mu$ 束望远镜。将使用两个现有的 CERN 偶极磁铁, MEP48 和 MNP33, 分别用于顶点和 $\mu$ 束望远镜。CERN SPS 中 Pb 离子束持续可用性是该实验计划的关键要求。在提交 LoI 后, 实验提案正在准备中, 预计于 2025 年中提交。数据采集预计于 2029/2030 年开始, 持续约 7 年。

关键词

QCD 相图 NA60+ 直流子 charm 产生重离子碰撞

引用

@article{arxiv.2503.23872,
  title  = {European Strategy for Particle Physics 2026: the NA60+/DiCE experiment at the SPS},
  author = {DiCE Collaboration},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2503.23872},
  year   = {2025}
}

备注

15 pages (cover page + 10 text pages including 7 figures + references and author list), submitted as an input to the 2024-26 update of the European Strategy for Particle Physics

量子色动力学相图探索: NA60+/DiCE 实验在 SPS 上的方案

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关键词

引用

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